Міністерство освіти і науки України

Міністерство освіти і науки України

Сумський державний університет

До друку та в світ

дозволяю на підставі

“Єдиних правил”,

п.2.6.14

Проректор М.І.Волков

СТАНДАРТИЗОВАНІ ТЕРМІНИ І ВИЗНАЧЕННЯ ОСНОВНИХ ПОНЯТЬ У КУРСІ «ТЕОРІЯ РІЗАННЯ»

Текст лекції для самостійної роботи

студентів спеціальностей:

7.090202 «Технологія машинобудування»,

7.090203 «Металорізальні верстати і системи»,

7.090204 «Інструментальне виробництво»

усіх форм навчання

Всі цитати, цифровий та фактичний матеріал, бібліографічні відомості перевірені, запис одиниць відповідає стандартам

Затверджено редакційно-видавничою радою університету. Протокол № від 2003 р.

Укладач В.О. Залога

Відповідальний за випуск С.В. Швець

Декан факультету В.Я. Стороженко

А.О. Євтушенко

Суми Вид-во СумДУ 2004

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

СУМСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

СТАНДАРТИЗОВАНІ ТЕРМІНИ І ВИЗНАЧЕННЯ ОСНОВНИХ ПОНЯТЬ У КУРСІ «ТЕОРІЯ РІЗАННЯ»

Текст лекції для самостійної роботи

студентів спеціальностей:

7.090202 «Технологія машинобудування»,

7.090203 «Металорізальні верстати і системи»,

7.090204 «Інструментальне виробництво»

усіх форм навчання

Затверджено редакційно-видавничою радою університету. Протокол № від р.

Суми Вид-во СумДУ 200

Текст лекції для самостійної роботи студентів з курсу ”Теорія різання” для студентів спеціальностей:

7.090202 ”Технологія машинобудування”,7090203 “ Металорізальні верстати”, 7.090204 “Інструментальне виробництво”.

/Укладач В. О. Залога.- Суми: Вид-во Сум ДУ, 2004.- 34 с.

Кафедра металорізальних верстатів та інструментів

ВСТУП

Однією з задач курсу «Теорія різання» є засвоєння термінів, визначень і понять, що складають основу професійної мови інженера спеціальностей 7.090202, 7.090203, 7.090204 і встановлених рядом стандартів, зокрема, [1-6]. Терміни, встановлені зазначеними стандартами, обов'язкові для застосування в документації усіх видів, науково-технічній, навчальній і довідковій літературі. Для кожного поняття встановлений один стандартизований термін. Застосування термінів-синонімів стандартизованого терміна забороняється. У стандартах зазначені у вигляді довідкових неприпустимі до застосування терміни-синоніми. Вони позначені "Ндп". Установлені вказаними стандартами визначення можна, при необхідності, змінювати за формою викладу, не припускаючи порушення границь понять. Варто звернути увагу на те, що ДСТ 25762 - 83 установлює також і літерні позначення величин кінематичних елементів і характеристик різання, координатних площин, елементів лез, елементів зрізуваного шару і стружки, характеристик стружки і сили різання, які є обов'язковими для застосування скрізь - у науці, техніці та виробництві.

1 ЗАГАЛЬНІ ПОНЯТТЯ

Рисунок 1 - Обробка різанням

1 -лезо, 2 -заготовка, 3 – стружка, 4 – головна різальна кромка, 5 - допоміжна різальна кромка

Обробка [1] - дія, спрямована на зміну властивостей предмета праці (заготовки) при виконанні технологічного процесу.

Примітка. До властивостей оброблюваного предмета праці або його поверхонь відносяться розміри, форма, твердість, шорсткість і ін.

Технологічний процес - частина виробничого процесу, що містить цілеспрямовані дії по зміні і (або) визначенню стану предмета праці.

Заготовка (рис. 1) - предмет праці, з якого зміною форми, розмірів, властивостей поверхні і (або) матеріалу виготовляють деталь.

У залежності від виду застосовуваної енергії для впливу на заготовку вона може бути механічною, термічною, хімічною, електричною й ін. Механічна обробка - обробка тиском або різанням. Обробка різанням - обробка, що полягає в утворенні нових поверхонь відділенням поверхневих шарів матеріалу з утворенням стружки.

Стружка -деформований і відділений у результаті обробки різанням поверхневий шар матеріалу заготовки (рис. 1).

Обробка різанням характеризується вилученням із заготовки припуску, тобто шару матеріалу, що знімається різальним інструментом, з метою досягнення заданих властивостей обробленої поверхні. До властивостей обробленої поверхні крім форми і розмірів відносяться: її точність, шорсткість, фізико-хіміко-механічний стан, наприклад, твердість і т.п.

Примітка. Частина припуску, що знімається з заготовки при виконанні технологічної операції за один прохід інструменту, називається глибиною різання t.

Технологічна операція - закінчена частина технологічного процесу, виконувана на одному робочому місці.

2 ВИДИ ОБРОБКИ РІЗАННЯМ [2]

а) б) в) г)

Рисунок 2 - Обробка точінням

а – обточування; б –розточування; в –підрізання; г - відрізання

Лезова обробка - обробка різанням, здійснювана лезовим інструментом. До неї відносяться: точіння - обточування, розточування, підрізання, відрізання й ін.; стругання, довбання, зубостругання, зубодовбання; осьова обробка - свердління, розсвердлювання, зенкування, розвертання й ін.; фрезерування - периферійне (циліндричне), торцеве, зубофрезерування й ін.; протягання (внутрішнє і зовнішнє), шевінгування та ін.

Точіння - лезова обробка з обертальним головним рухом різання і можливістю зміни радіуса його траєкторії. Наприклад. обточування – точіння зовнішньої поверхні з рухом подачі уздовж утворюючої лінії обробленої поверхні (рис.2,а).

Примітки. Утворююча лінія – пряма або крива лінія, яка при своєму русі по деякій лінії створює поверхню.

Розточування – точіння внутрішньої поверхні з рухом подачі уздовж утворюючої лінії обробленої поверхні (рис.2,б).

Підрізання - точіння торцевої поверхні (рис.2,в).

Примітка. В залежності від напряму руху подачі розрізняють поздовжнє або поперечне підрізання.

а) б) в) г)

Рисунок 3 - Осьова обробка

а – свердління; б – розсвердлювання; в – зенкерування; г - розвертування

Відрізання - обробка різанням, що полягає у відділенні заготовки у якості частини від цілого уздовж однієї її сторони (рис.2,г).

Осьова обробка - лезова обробка різанням при постійному радіусі його траєкторії з рухом подачі тільки уздовж осі головного руху різання. Наприклад, свердління - осьова обробка свердлом (рис.3,а). Розсвердлювання - свердління, результатом якого є збільшення діаметра отвору (рис.3,б). Зенкерування – осьова обробка зенкером (рис.3,в). Розвертування – осьова обробка розверстуванням (рис.3,г).

Фрезерування - лезова обробка з обертальним головним рухом різання при постійному радіусі його траєкторії, що надається інструментові, і хоча б одним рухом подачі, направленим перпендикулярно осі головного руху різання. Периферійне фрезерування - фрезерування периферійним лезовим інструментом. Наприклад, фрезерування циліндричною фрезою (рис.4,а). Торцеве фрезерування – фрезерування торцевим лезовим інструментом(рис.4,б). Зустрічне фрезерування - фрезерування, при якому в місці входу леза інструменту у контакт із заготовкою вектори швидкостей головного руху різання і руху подачі заготовки щодо інструменту направлені в протилежні сторони (рис.4,в та рис.9,г). Попутне фрезерування - фрезерування, при якому в місці виходу із контакту леза інструменту із заготовкою вектори швидкостей головного руху різання і руху подачі заготовки щодо інструменту направлені в одну сторону (рис.4,г та рис.9,в)

а) б) в) г)

Рисунок 4 - Фрезерування

а – периферійне (циліндричне) фрезерування; б – торцеве периферійнефрезерування; в – зустрічне периферійнефрезерування; г - попутне периферійнефрезерування

Стругання - обробка різанням, здійснювана однолезовим інструментом зі зворотно-поступальним головним рухом (рис. 5,а).

Протягання - обробка багатолезовим інструментом з поступальним головним рухом різання, розповсюджувана на всю оброблювану поверхню без руху подачі (рис. 5,б).

а)

б) Рисунок 5 -Види обробки різанням

а – стругання; б – протягання

Примітка. D - припуск, який знімається протяжкою при виконанні технологічної операції.

Абразивна обробка [3] - обробка різанням, здійснювана безліччю абразивних зерен. До неї відносяться: шліфування, хонінгування, суперфінішування й ін. Шліфування (обдирне, швидкісне і високошвидкісне, зовнішнє і внутрішнє, плоске, профільне, зустрічне і попутне й ін.) - абразивна обробка, при якій інструмент здійснює тільки обертальний рух, що є головним рухом різання, а заготовка - будь-який рух (рис.6,а). Хонінгування (зовнішнє і внутрішнє, плоске і профільне й ін.) - доводка, здійснювана при одночасно виконуваних обертальному і зворотно-поступальному рухах абразивного інструменту (рис.6,б). Доводка - абразивна обробка, при якій інструмент і заготовка роблять будь-як рух зі швидкостями одного порядку або при нерухомості одного з них інший робить складний рух.

а) б) в)

Рисунок 6 -Абразивна обробка

а – зовнішнє шліфування; б – хонінгування; в – суперфінішування

Примітка. Під складним рухом абразивного інструменту або заготовки розуміється два або декілька одночасно виконуваних заготовкою або (і) інструментом простих рухів, наприклад, зворотно-поступальний та обертальний (рис. 6,а та б) і т.п.

Суперфінішування (плоске, у центрах, безцентрове)- доводка, здійснювана при одночасно виконуваних коливальних і зворотно-поступальних рухах інструменту й обертання заготовки (рис.6,в).

3. РІЗАЛЬНИЙ ІНСТРУМЕНТ І ЙОГО ЗАГАЛЬНІ КОСТРУКТИВНІ ЕЛЕМЕНТИ. ВИДИ ІНСТРУМЕНТІВ [4]

Різальний інструмент – інструмент для обробки різанням. Різальний інструмент складається з корпусу, кріпильної і робочої частин.

Корпус різального інструменту – частина різального інструменту, яка несе на собі всі його елементи.

Кріпильна частина різального інструменту – частина різального інструменту, яка призначена для його установки і (або) кріплення в технологічному устаткуванні або пристосуванні.

Робоча частина різального інструменту – частина різального інструменту, яка утримує леза і вигладжувателі (при їхній наявності).

Лезо інструмента – клинчастий елемент різального інструменту, для проникнення в матеріал заготовки і відділення стружки (рис.1).

Вигладжуватель лезового інструменту – виступ на лезовому інструменті для вигладжування. Такі елементи може містити робоча частина: а) прошивки - при деформуючому протяганні (прошиванні); б) комбінованої протяжки - перед різальними лезами (у деформуючо-різальної протяжки) або після різальних лез (у різально-вигладжувальної протяжки).

Розрізняють різальні інструменти - лезові, абразивні, зуборізні, різенарізні, металорізальні, дереворізальні й ін.

Лезовий інструмент - різальний інструмент із заданим числом лез установленої форми. Різальний інструмент може бути суцільним, складеним і збірним; однолезовим і багатолезовим; насадним і хвостовим; периферійним і торцевим. Суцільний різальний інструмент – різальний інструмент, виготовлений з однієї заготовки (рис. 7,а). Складений різальний інструмент - різальний інструмент із нероз'ємним з'єднанням його частин і елементів (рис. 7,б та г). Він може бути звареним, клеєним, паяним. Збірний різальний інструмент - різальний інструмент із роз’ємним з'єднанням його частин і елементів. Різальний інструмент також може бути насадним і хвостовим. Насадний різальний інструмент – різальний інструмент з посадочним отвором (рис. 7,в). Хвостовий різальний інструмент – різальний інструмент з хвостовиком (рис. 7,б та г).

Однолезовий інструмент – інструмент для обробки одним лезом (рис. 7,а). Багатолезовий інструмент – лезовий інструмент, леза якого розташовані в напрямку головного руху різання послідовно (рис. 7,б-г). Виступ на багатолезовому інструменті, що містить лезо, називають зубом лезового інструменту. Периферійний зуб лезового інструменту – зуб лезового інструменту, що виступає з корпусу в радіальному напрямку. Торцевий зуб лезового інструменту – зуб лезового інструменту, що виступає з корпусу в осьовому напрямку. Зуб лезового інструменту, виготовлений окремо і утворюючий з корпусом роз’ємне з'єднання, називають ножем лезового інструменту. До лезових інструментів відносяться різці, фрези, осьові різальні інструменти (свердла, зенкери, розвертки), протяжки й ін.

Різець (рис. 7,а) - однолезовий інструмент для обробки з поступальним або обертальним головним рухом різання і можливістю руху подачі в будь-якому напрямку. Деякі різці, наприклад, відрізний (див. рис.5,г), призначаються для обробки з рухом подачі в одному напрямку, однак не виключають можливості руху подачі, наприклад, переривчастої в іншому напрямку.

а) б) в)

г)

Рисунок 7 – Лезові інструменти

а – різець токарний прохідний; б – фреза торцева углова; в – фреза торцева циліндрична; г - свердло спіральне

Фреза (рис. 7,б та в) - лезовий інструмент для обробки з обертальним головним рухом різання без можливості зміни радіуса траєкторії цього руху і хоча б з одним рухом подачі, напрямок якого не збігається з віссю обертання. Неможливість зміни радіуса траєкторії головного руху різання дозволяє відрізнити однолезову фрезу від обертового розточувального різця.

Рисунок 8 -Схемапротягання

Осьовий різальний інструмент (осьовий інструмент) - лезовий інструмент для обробки з обертальним головним рухом різання і рухом подачі уздовж осі головного руху різання. Свердло (рис. 7,г) – осьовий різальний інструмент для утворення отвору в суцільному матеріалі (див. рис. 3,а) і (або) збільшення діаметра наявного отвору (див. рис. 3,б). Зенкер – осьовий різальний інструмент для підвищення точності форми отвору і збільшення його діаметра (див. рис. 3,в). Розвертка - осьовий різальний інструмент для підвищення точності форми і розмірів отвору і зниження шорсткості поверхні (див. рис. 3,г).

Протяжка - багатолезовий інструмент із рядом послідовно виступаючих одне над іншим лез у напрямку, перпендикулярному до напрямку швидкості головного руху, призначений для обробки при поступальному або обертальному головному русі різання і відсутності руху подачі (рис.8).

Абразивний інструмент [5] - різальний інструмент, призначений для абразивної обробки. Шліфувальний круг – абразивний інструмент у виді твердого тіла обертання, призначений для шліфування (див. рис. 6,а). Відрізний круг (шліфувальний диск) – шліфувальний круг, призначений для абразивної відрізки й абразивної прорізки. Абразивний брусок (брусок)- абразивний інструмент у виді твердого тіла для обробки без обертання навколо своєї осі (див. рис. 6,б та в).

Примітка. У залежності від призначення розрізняють, наприклад, хонінгувальний брусок (рис. 6,б), суперфінішний брусок (рис. 6,б).

2 КІНЕМАТИЧНІ ЕЛЕМЕНТИ І ХАРАКТЕРИСТИКИ РІЗАННЯ [6]

На рис. 9 представлена кінематична схема процесів обробки лезовими інструментами.

Головний рух різання D_r (головний рух) - прямолінійний поступальний або обертальний рух заготовки або різального інструменту що відбувається з найбільшою швидкістю в процесі різання.

Примітка. Головний рух різання може входити до складу складного формотворного руху, наприклад при точінні різі, хонінгуванні, суперфінішуванні (див. рис. 6, б,в).

Швидкість головного руху різання v - швидкість розглянутої точки різальної кромки або заготовки в головному русі.

Рух подачі D_s - прямолінійний або обертальний рух різального інструменту або заготовки, швидкість якого менше швидкості головного руху різання, призначений для того, щоб розповсюдити відділення зрізуваного шару матеріалу на всю оброблювану поверхню.

а) б)

в) г)

д)

Рисунок 9 - Елементи рухів у процесі різання при обточуванні (а), свердлінні (б), попутному (в) і зустрічному (г) периферійному фрезеруванні та торцевому фрезеруванні (д)

1 - напрямок швидкості результуючого руху різання; 2 - напрямок швидкості головного руху різання; 3, 9 - напрямок швидкості руху подачі; 4 - робоча площина; 5 - інструмент; 6 – заготовка; 7 – оброблювана поверхня; 8 – оброблена поверхня; 1-3 - рухи розглянутої точки леза інструменту; 9 - рух розглянутої точки заготовки.

Рух подачі може бути безперервним (точіння, свердління й ін.) або переривчастим. Переривчастий рух подачі може відбуватися в перервах процесу різання, наприклад, при струганні. У залежності від напрямку руху розрізняють наступні рухи подачі: подовжнє (рис.2, а,б) або поперечне (рис.2,в,г). Можна здійснювати одночасний рух подачі в подовжньому і поперечному напрямку. Наприклад, при такому комбінованому русі можна сформувати при точінні конічну або фасонну поверхні (див. рис.28,а).

Швидкість руху подачі v_s - швидкість розглянутої точки різальної кромки або заготовки в русі подачі.

Подача S - відношення відстані, пройденої розглянутою точкою різальної кромки або заготовки уздовж траєкторії цієї точки в русі подачі, до відповідного числа циклів або визначених часток циклу іншого руху під час різання.

Під циклом руху розуміють повний оберт, хід, або подвійний хід різального інструменту або заготовки. Часткою циклу може бути частина оберту, що відповідає кутовому крокові зубів різального інструменту, наприклад, поворот фрези на кут d_j (рис. 10,б). Під ходом розуміють рух в одну сторону при зворотно-поступальному русі (див. рис. 6).

Розрізняють подачі:

- подача на оберт S_o (S) (мм/об) - подача, що відповідає одномуобертові заготовки або інструменту (рис. 10,а);

- подача на зуб S_z (мм/зуб) - подача, яка відповідає поворотові інструменту або заготовки на один кутовий крок d_ф зубів різального інструменту, наприклад, фрези (рис. 10,б). При цьому S_о= S_z×z, де z -число зубів різального інструменту;

- подача на хід S_Х (мм/хід) - подача, що відповідає одному ходу інструменту або заготовки. Наприклад, при шліфуванні подачу в поперечному напрямку D_s (див. рис. 6,а) можна здійснювати як на хід, так і на подвійний хід іншого (подовжнього) руху подачі D_s;

- подача на подвійний хід S_2Х (мм/подв. хід) - подача, що відповідає одному подвійному ходові заготовки або інструменту. Подачу на хід або подвійний хід приймають при струганні (рис. 10,в), довбанні і деяких інших видах обробки.

Дотичний рух D_k - прямолінійний або обертальний рух різального інструменту, швидкість якого менше швидкості головного руху різання і направлена по дотичній до різальної кромки, призначене для того, щоб змінювати контактуючі з заготовкою дільниці різальної кромки (див. рис.14,в).

а) б) в)

Рисунок 10- Види подач: а) подача на оберт при точінні S_o; б) подача на зуб при фрезеруванні S_z ; в) подача на подвійний хід при струганні S_2х

1 – оброблювана поверхня; 2 - поверхня різання; 3 - оброблена поверхня

Швидкість дотичного руху v_k – швидкість розглянутої точки різальної кромки або заготовки в дотичному русі.

Результуючий рух різання D_e - сумарний рух різального інструменту щодо заготовки, що включає головний рух різання, рух подачі і дотичний рух.

Швидкість результуючого руху різання v_e - швидкість розглянутої точки різальної кромки у результуючому русі різання.

Робоча площина P_s - площина, у якій розташовані напрямки швидкостей головного руху різання і руху подачі.

Примітки.

1. У випадках, коли в окремі моменти часу напрямки швидкостей головного руху різання і руху подачі збігаються (попутне периферійне фрезерування (точка В на рис.9,в та д)) або лежать на одній прямій (зустрічне периферійне фрезерування (точка В на рис.9,г)), робоча площина проводиться також, як і в попередній або наступний моменти, коли ці напрямки не збігаються (не лежать на одній прямій), наприклад, у точці А.

2. При протяганні, коли відсутній рух подачі, робоча площина проводиться через напрямок швидкості головного руху різання і напрямок підйому послідовно розташованих зубів різального інструменту (рис.8).

Кут швидкості різання h - кут у робочій площині між напрямками швидкостей результуючого і головного рухів різання.

Кут подачі m - кут у робочій площині між напрямками швидкостей руху подачі і головного руху різання.

Поверхня різання R - поверхня на заготівці, утворена різальною кромкою 3 (рис.11) у результуючому русі. Наприклад, при точінні з подовжньою подачею та свердлінні - гвинтова поверхня 1 (рис.11, а та б).

Поверхня головного руху R_r - поверхня на заготівці, утворена різальною кромкою 3 (рис.11) у головному русі різання. Наприклад, при точінні інструментом із прямолінійною різальною кромкою це може бути конічна поверхня 2, якщо кут у плані j < 90° (рис.11,а), або площина, якщо j = 90°.

Оброблювана поверхня [1]- поверхня, що підлягає впливові в процесі обробки, тобто поверхня, що частково або цілком видаляється з заготовки (рис.9).

а)

б)

в)

Рисунок 11 - Поверхні різання (1) і поверхні головного руху (2) при обточуванні (а), свердлінні (б) та фрезеруванні (в)

Оброблена поверхня - це поверхня, утворена після впливу в процесі обробки, тобто поверхня, утворена на заготівці в результаті обробки після зняття стружки (рис.9).

Розрізняють обробку чорнову і чистову. Чорнова обробка - обробка, у результаті якої знімається основна частина припуску. Чистова обробка - обробка, у результаті якої досягаються задана точність розміру і шорсткість оброблених поверхонь.

Шлях різання l - сумарна відстань, пройдена розглянутою точкою різальної кромки у контакті з заготовкою за розглянутий інтервал часу й обмірювана уздовж траєкторії цієї точки в результуючому русі різання. Наприклад, при точінні l=pDL/S (мм), де D – діаметр оброблюваної поверхні, мм; L – довжина оброблюваної поверхні, мм.

Режим різання - сукупність значень швидкості різання v (при обертальному головному русі різання додатково - частоти обертання заготовки або інструменту n, об/хв), подачі S (точіння, свердління та ін.) або швидкості руху подачі v_s (фрезерування) і глибини різання t.

Примітки.

1. При обертальному головному русі різання швидкість різання можна підрахувати по формулі , м/хв.

2. Швидкість руху подачі при обертальному головному русі різання v_s = S×n (мм/хв.), де S = S_о (мм/об). При фрезеруванні v_s = S_о×n = S_z × z×n, де S_z – подача на зуб (мм/зуб), z – число зубів фрези. У технічній літературі швидкість руху подачі часто називають хвилинною подачею і позначають S_хв.

4 СИСТЕМИ КООРДИНАТНИХ ПЛОЩИН І КООРДИНАТНІ ПЛОЩИНИ [6]

Розглядають - статичну, інструментальну і кінематичну системи координат.

Рисунок 12 - Статична система координат

1 – основна площина; 2 – площина різання; 3 – головна січна площина; 4 - напрямок швидкості головного руху різання

Статична система координат (ССК) - прямокутна система координат (рис.12) з початком у розглянутій точці різальної кромки, орієнтована щодо напрямку швидкості головного руху різання (рис.12 та 13 і 14,б). Застосовується для наближених розрахунків кутів леза в процесі різання або урахування зміни цих кутів після установки інструменту на верстаті. Вона є перехідною від інструментальної системи координат (рис.13 і 14,а) до кінематичної (рис.13 і 14,в).

а) б) в)

Рисунок 13 – Системи координат та координатні площини при точінні з поперечною подачею (відрізання)

а) інструментальна система координат; б) статична система координат; в) кінематична система координат

а) б) в)

Рисунок 14 - Системи координат та координатні площини при ротаційному точінні

а) інструментальна система координат; б) статична система координат; в) кінематична система координат

Примітка. На кресленнях інструментів геометричні параметри їхніх лез вказуються у ССК.

Інструментальна система координат (ІСК) - прямокутна система координат з початком у вершині леза, орієнтована щодо геометричних елементів різального інструменту, прийнятих за базу. Наприклад, це, як правило, може бути задня поверхня А_a (рис.13,а) або передня поверхня А_g (рис. 14,а). Застосовується при виготовленні і контролі інструменту.

Кінематична система координат (КСК) - прямокутна система координат з початком у розглянутій точці різальної кромки, орієнтована щодо напрямку швидкості результуючого руху різання (рис.13 і 14,в). Очевидно, що КСК повернута відносно ССК на величину кута швидкості різання h. Застосовується для визначення дійсних (кінематичних) кутів леза, що утворюються в процесі різання (див. рис. 27,в та 28,б).

Основна площина Р_v - координатна площина, проведена через розглянуту точку різальної кромки, перпендикулярно напрямкові швидкості головного у ССК (рис.12, 13 і 14,б) або результуючого у КСК (рис.13 і 14,в) рухів різання в цій точці. В інструментальній системі координат напрямок швидкості головного руху різання приймається: у токарних і стругальних різців прямокутного поперечного перерізу - перпендикулярно конструкторській установчій базі різця; у довбальних різців - паралельно базі; у дискових токарних різців, осьових інструментів і фрез - по дотичній до траєкторії обертального руху інструменту або заготовки; у протяжок - паралельно конструкторській установчій базі або осі протягання; у довбачів - паралельно осі хвостовика або осі посадочного отвору довбача.

Площина різання P_n - координатна площина, дотична до різальної кромки у розглянутій точці і перпендикулярна основній площині. У площині різання знаходиться вектор швидкості головного руху різання у ССК (рис.12 та 13 і 14,б) або вектор швидкості результуючого руху різання у КСК (рис.13 і 14,в).

Головна січна площина P_t - координатна площина, перпендикулярна лінії перетину основної площини і площини різання (рис. 12 - 14).

Нормальна січна площина P_н – площина, перпендикулярна різальній кромці, у розглянутій точці. Очевидно, що нормальна січна площина повернута відносно головної січної площини на величину кута нахилу головної різальної кромки l (див. рис. 24- 26).

Примітка. У стандартних позначеннях координатних площин застосовуються індекси, що відповідають системі (рис. 13,14): „і” - у ІСК, „с” - у ССК, „к” - у КСК. Наприклад, P_vc - основна площина ССК, P_vk - основна площина КСК. У курсі «Теорія різання» і технічній літературі усі позначення координатних площин у статичній системі координат прийнято застосовувати без індексу „с”. Наприклад, P_v - основна площина ССК, P_n – площина різання ССК.

Рисунок 15 -Напрямок сходу стружки

Рисунок 16- Елементи зрізуваного шару і стружки

Січна площина сходу стружки P_с – площина, що проходить через напрямки сходу стружки і швидкості різання в розглянутій точці (рис.15).

Напрямок сходу стружки - напрямок руху стружки в площині, дотичній до передньої поверхні леза.

Кут сходу стружки n - кут у площині, дотичній до передньої поверхні леза, між напрямком сходу стружки і слідом головної січної площини (рис. 15).

5 ЕЛЕМЕНТИ І ХАРАКТЕРИСТИКИ СТРУЖКИ І ЗРІЗУваного ШАРУ [6]

Коефіцієнт стовщення стружки К_a (коефіцієнт стовщення) - відношення товщини стружки a до товщини зрізуваного шару a (рис.16).

Коефіцієнт розширення стружки K_b (коефіцієнт розширення) - відношення ширини стружки b_c до ширини зрізуваного шару b (рис.16).

Коефіцієнт укорочення стружки K_l - відношення довжини зрізуваного шару l до довжини стружки l_c (рис.16)

Перетин зрізуваного шару (перетин зрізу) - фігура, утворена при розсіченні шару матеріалу заготовки, відокремлюваного лезом за один цикл головного руху різання основною площиною (рис. 17).

а) б)

в) г)

д) е)

Рисунок 17- Елементи зрізуваного шару для різних видів лезової обробки:

а) обточування, б) відрізання, в) свердління, г) зенкування, д) периферійне (циліндричне) фрезерування, е) торцеве фрезерування

1 – оброблювана поверхня; 2 – оброблена поверхня

Площа зрізуваного шару f (площа зрізу) - площа перетину зрізуваного шару.

Товщина зрізуваного шару a (товщина зрізу) - довжина нормалі до поверхні різання, проведеної через розглянуту точку різальної кромки, обмеженої перетином зрізуваного шару.

Ширина зрізуваного шару b (ширина зрізу) - довжина сторони перетину зрізуваного шару, утвореної поверхнею різання.

6. геометричні елементи лез різальних інструментів [6]

6.1 Елементи лез різальних інструментів (рис. 18)

На різальній частині лезового інструменту розглядають наступні поверхні та кромки.

Передня поверхня A_g - поверхня леза інструмента, що контактує в процесі різання із зрізуваним шаром і стружкою.

Рисунок 18 – Поверхні та кромки на робочій частині лезових інструментів

1 – передні поверхні; 2 – головні задні поверхні; 3 – допоміжні задні поверхні; 4 – головні різальні кромки; 5 – допоміжні різальні кромки; 6 - вершини

Задня поверхня A_a - поверхня інструмента, що контактує в процесі різання з поверхнями заготовки.

Різальна кромка K - кромка леза інструмента, утворена перетинанням передньої і задньої поверхонь леза.

Головна різальна кромка К (різальна кромка) - частина різальної кромки, яка формує більшу сторону перетину зрізуваного шару (див. рис. 1).

Допоміжна різальна кромка К' - частина різальної кромки, яка формує меншу сторону перетину зрізуваного шару (див. рис. 1).

Головна задня поверхня A_a (задня поверхня) - задня поверхня леза інструменту, що примикає до головної різальної кромки.

Примітка. Головна задня поверхня A_a контактує в процесі різання з поверхнею різання R_r.

Допоміжна задня поверхня - задня поверхня леза інструменту, що примикає до допоміжної різальної кромки.

Рисунок 19 -Вершини лез різальних інструментів

Примітка. Допоміжна задня поверхня контактує в процесі різання з обробленою поверхнею.

Вершина леза (вершина) - частина різальної кромки у місці перетинання двох задніх поверхонь. У прохідного токарного різця вершиною є частка леза в місці перетинання головної і допоміжної різальних кромок; у різьбового різця - частка леза, що формує внутрішню поверхню різьблення; у свердла - точка перетинання головних і допоміжної різальних кромок. Вершиною леза різця може бути точка (рис. 19,а та в) або лінія – крива (рис.19,б) або пряма при j₀ = 0 (рис. 19, г).

Примітка. Такий різець (рис. 19, г) у технічній літературі відомий під назвою „різець Колесова”.

Рисунок 20 -Висота мікронерівностей R_z на обробленій поверхні при r_в ³S

Радіус вершини r_в - радіус кривизни вершини леза. (рис. 19, б).

Примітка. У тих випадках, коли r_в ³ S радіус вершини леза визначає висоту залишкового перетину зрізу (висоту мікронерівностей R_z на обробленій поверхні) - R_z = S²/8r_в (рис.20).

Радіус округлення різальної кромки r - радіус кривизни різальної кромки у перетині її нормальною січною площиною (див. рис.24).

6.2. Геометричні елементи лез різальних інструментів

Геометричні елементи лез різальних інструментів розглядають: у плані - j, j₁, e, j_р; у січній площині (P_t, P_н)- g, a, b, d; у площині різання P_n - l.

А) Кути у плані _.

Кут у плані j - кут в основній площині між площиною різання і робочою площиною.

Робочий кінематичний кут у плані j_р - кут між різальною кромкою і робочою площиною.

Б) Кути у січних площинах P_t і P_н.

Передній кут g - кут у січній площині між передньою поверхнею леза і площиною різання.

Примітка. Передній кут може бути позитивним (рис. 21,а), негативним (рис. 21,б) і дорівнювати 0 (рис. 21,в).

Задній кут a - кут у січній площині між задньою поверхнею леза і площиною різання.

Примітка. Задній кут може бути позитивним або дорівнювати 0.

Кут загострення b - кут у січній площині між передньою і задньою поверхнями леза.

В) Кути у площині різання Р_{v .}

Рисунок 21 - Можливі варіанти значень передніх кутів лез різальних інструментів

Кут нахилу кромки l - кут у площині різання між різальною кромкою і основною площиною.

Примітки.

1.Кут нахилу кромки l може бути негативним, рівним 0 або позитивним, що визначає напрямок сходу стружки (рис. 22) і, відповідно, положення січної площина сходу стружки P_с (див. рис. 15).

а) б) в)

Рисунок 22 -Значення кутів нахилу кромки: l>0 (а), l=0 (б), l<0 (в)

2. У «Теорії різання» крім указаних стандартизованих геометричних параметрів лез розглядають:

Рисунок 23 -Висота мікронерівностей R_z на обробленій поверхні при r_в < S

- кут різання d - кут у січній площині між передньою поверхнею і площиною різання ();

- допоміжний кут у плані j₁ - кут між проекцією допоміжної різальної кромки на основну площину і робочою площиною;

- кут при вершині e - кут в основній площині між площиною різання і проекцією допоміжної різальної кромки на основну площину.

3. Якщо поверхні і кромки криві, то потрібний кут визначається як кут між дотичною до поверхні (кромки) у розглянутій точці і відповідною площиною.

4. Кути в плані j і j₁ так само, як глибина різання і подача визначають значення, відповідно, ширини зрізу і товщини зрізу (рис.23,а) і при r_в < S висоти залишкового перетину зрізу (висоти мікронерівностей R_z) (рис.23,б):

; ;

6.2.1 Геометричні елементи лез різальних інструментів у статичній системі координат (рис. 24 – 26 та 27,а)

А) Кути в статичній основній площині Р_{vс .}

Статичний кут у плані j_с - кут у статичній основній площині між статичною площиною різання і робочою площиною.

Б) Кути в статичній головній січній площині P_tс.

Рисунок 24 -Кути леза різця у статичній системі координат

Статичний головний передній кут g_с - кут у статичній головній січній площині між передньою поверхнею леза і статичною основною площиною.

Статичний головний задній кут a_с - кут у статичній головній січній площині між задньою поверхнею леза і статичною площиною різання.

Статичний головний кут загострення b_с - кут у статичній головній січній площині між передньою і задньою поверхнями леза.

В) Кути в статичній площині різання P_{nс .}

Статичний кут нахилу кромки l_с - кут у статичній площині різання між різальною кромкою і статичною основною площиною.

Рисунок 25 – Кути леза свердла у статичній системі координат

Г) Кути в статичній нормальній січній площині P_нс.

Нормальний передній кут g_н - передній кут у нормальній січній площині.

Нормальний задній кут a_н - задній кут у нормальній січній площині.

Нормальний кут загострення b_н - кут загострення у нормальній січній площині.

6.2.2 Геометричні елементи лез різальних інструментів в інструментальній системі координат

А) Кути в інструментальній основній площині Р_{vі .}

Інструментальний кут у плані j_і - кут в інструментальній основній площині між інструментальною площиною різання і робочою площиною.

Б) Кути в інструментальній головній січній площині P_tі (рис. 27,б)

Рисунок 26 -Кути леза фрези у статичній системі координат

Інструментальний головний передній кут g_і - кут в інструментальній головній січній площині між передньою поверхнею леза й інструментальною основною площиною.

Інструментальний головний задній кут a_і - кут в інструментальній головній січній площині між задньою поверхнею леза й інструментальною площиною різання.

Інструментальний головний кут загострення b_і - кут в інструментальній головній січній площині між передньою і задньою поверхнями леза.

а) б)

в)

Рисунок 27 -Кути леза відрізного різця у головній січній площині статичної (а), інструментальної (б) та кінематичної (в) систем координат

Примітка. У разі прийняття задньої поверхні леза за базу (рис. 27,б) інструментальний головний задній кут a_і =0, а інструментальний головний передній кут g_{і =} g_с+a_с.

В) Кути в інструментальній площині різання P_{nі .}

Інструментальний кут нахилу кромки l_і - кут у інструментальній площині різання між різальною кромкою і інструментальною основною площиною.

6.2.3 Геометричні елементи лез різальних інструментів у кінематичній системі координат

А) Кути в кінематичній основній площині Р_vк (рис. 28,а)_.

Кінематичний кут у плані j_к - кут у кінематичній основній площині між кінематичною площиною різання і робочою площиною.

Б) Кути в кінематичній головній січній площині P_tк (рис. 27, в та 28,б) _.

а)

б)

Рисунок 28 -Кути леза в основній (а) та головній січній (б) площинах кінематичної системи координат

Кінематичний головний передній кут g_к - кут у кінематичній головній січній площині між передньою поверхнею леза і кінематичною основною площиною ().

Кінематичний головний задній кут a_к - кут у кінематичній головній січній площині між задньою поверхнею леза і кінематичною площиною різання ().

Кінематичний головний кут загострення b_к - кут у кінематичній головній січній площині між передньою і задньою поверхнями леза.

В) Кути в кінематичній площині різання P_{nк .}

Кінематичний кут нахилу кромки l_к - кут у кінематичній площині різання між різальною кромкою і кінематичною основною площиною.

Примітки.

1. У стандартних позначеннях елементів леза застосовуються індекси, що відповідають системі: „і” - у ІСК, „с” - у ССК, „к” - у КСК. Наприклад, g_с - передній кут у ССК, g_к - передній кут у КСК. У курсі «Теорія різання» і технічній літературі усі позначення елементів лез у статичній системі координат прийнято застосовувати без індексу „с”. Наприклад, g - передній кут у ССК, a - задній кут у ССК і т.п.

2. У курсі «Теорія різання» і технічній літературі статичний головний передній кут g_с,статичний головний задній кут a_с і статичний головний кут загострення b_с прийнято називати, відповідно, переднім кутом g, заднім кутом a і кутом загострення b.

Рисунок 29 – Сили різання Р і її складові при точінні

7. СИЛА РІЗАННЯ [6]

Сила різання Р – рівнодіюча сил на різальний інструмент при обробці різанням (рис.29).

Головна складова сили різання Р_z – складова сили різання, збіжна по напрямку зі швидкістю головного руху різання у вершині леза.

Дотична складової сили різання (Ндп. Тангенціальна складова сили різання) – головна складова сили різання при обертальному головному русі різання.

Осьова складова сили різання Р_x - складова сили різання, паралельна осі головного обертального руху різання.

Радіальна складова сили різання Р_y - складова сили різання, спрямована по радіусу головного обертального руху різання у вершині леза.

8. ПРАЦЕЗДАТНІСТЬ І НАДІЙНІСТЬ РІЗАЛЬНИХ ІНСТРУМЕНТІВ [4]

Працездатний стан різального інструменту (леза) (Працездатність) характеризується таким станом, при якому він здатний виконувати обробку різанням при встановлених у НТД умовах із установленими вимогами. При цьому стан різального інструменту характеризують сукупністю значень його параметрів у даний момент (наприклад, значеннями заднього і переднього кутів, зносу по задній поверхні леза й ін.). До умов обробки відносять, наприклад, оброблюваний матеріал, технологічне устаткування, режим різання, порядок технічного обслуговування, відновлення і ремонту. До вимог обробки відносять, наприклад, допуски розмірів, форми і розташування оброблених поверхонь, параметри шорсткості, продуктивність обробки різанням, питомі приведені витрати на обробку й ін.

Порушенням працездатного стану (непрацездатність) різального інструменту може бути відхилення від установлених значень, хоча б одного з параметрів різального інструменту, вимог або характеристик обробки, виконуваної цим інструментом. До характеристик обробки відносять: силу різання, температуру різання, рівень вібрацій, шорсткість поверхні, точність розміру і форми й ін. Характеристиками непрацездатного стану різального інструменту (леза) є «Відмова різального інструменту (Відмова)», «Раптова відмова різального інструменту (Раптова відмова)» і «Поступова відмова різального інструменту (Поступова відмова)». Раптова відмова різального інструменту, як правило, настає внаслідок його руйнування. Поступова відмова різального інструменту настає після досягнення поступово змінюваним значенням хоча б одного з його встановлених параметрів, вимог або характеристик обробки критерію відмови.

Критерій відмови різального інструменту (леза) визначається в залежності від вимог до обробки при виконанні конкретної технологічної операції. Наприклад, на операціях попередньої обробки з невисокими вимогами до шорсткості поверхні і точності розмірів критеріями відмови можуть бути прийняті гранично припустимі значення зносу інструменту по задній поверхні леза, визначені за умовою його раціональної експлуатації, значення сили різання тощо. На операціях остаточної обробки різальним інструментом, де основними вимогами до обробки є допуски розмірів, форми і розташування оброблених поверхонь, критерієм відмови може бути прийняте їхнє гранично припустиме значення. Окремим випадком критерію відмови є критерій затуплення різального інструменту (леза) (Критерій затуплення). Це критерій відмови різального інструменту (леза), який характеризується максимально припустимим значенням зносу різального інструменту (переважно по задній поверхні леза), після досягнення якого настає його відмова.

Примітка. Під зносом розуміють величину, що характеризує зміну форми і розмірів різального інструменту (леза) унаслідок зношування при різанні.

Після досягнення різальним інструментом (лезом) критерію затуплення настає поступова відмова. Поступова відмова різального інструменту (леза), що настає після досягнення розміром, формою або розташуванням обробленої поверхні межі поля допуску, називається точністною відмовою різального інструменту (леза).

Приведення після відмови робочої частини різального інструменту (леза) у працездатний стан називають відновленням різального інструменту (леза).

Примітка. Відновлення різального інструменту (леза) здійснюється заточенням, заміною леза, що відмовило, і т.п.

Періодичність відновлення інструменту (Призначена періодичність відновлення різального інструменту (леза)) визначається з урахуванням його функціонального призначення, конструктивного виконання, пристосованості до відновлення, а також обмежень умов технологічної операції, наприклад, забезпеченням найбільшої продуктивності або найменших приведених витрат на обробку. Відновлюваність різального інструменту (леза) - властивість різального інструменту (леза), що полягає в пристосованості його робочої частини (леза), до відновлення, наприклад, шляхом заточення. Відновлення різального інструменту здійснюється: при відмові або по призначеній періодичності.

Об'єм роботи різального інструменту («Наробіток різального інструменту», «Наробіток між відмовленнями різального інструменту». «Наробіток до відмовлення різального інструменту (леза)») може бути виражений інтервалом часу, масою або об'ємом знятого матеріалу, довжиною шляху різання, площею обробленої поверхні або числом оброблених заготовок. У залежності від величин, що виражають наробіток різального інструменту розрізняють наступні наробітки: тимчасову, масову, об'ємну, шляхову, поверхневу і штучну. Тимчасовий наробіток між відмовленнями різального інструменту може виражатися часом різання, машинним часом, тривалістю циклу роботи автоматичного устаткування (автоматичної лінії) і т.д. Окремим випадком тимчасового наробітку до відмовлення і між відмовленнями, коли наробіток виражений часом різання, є період стійкості - час різання новим або відновленим різальним інструментом (лезом) від початку різання до відмовлення.

Примітка. Під часом різання розуміють інтервал часу, протягом якого інструмент знаходиться в безпосередньому контакті з оброблюваною поверхнею, що супроводжується зняттям стружки.

Повний період стійкості інструмента, що ріже, (леза) (Повний період стійкості. Ндп. «термін служби») - сума періодів стійкості різального інструменту (леза) від початку різання новим інструментом (лезом) до досягнення граничного стану.

Існує зв'язок між періодом стійкості і наробітком між відмовленнями. Наприклад, тимчасовий наробіток між відмовленнями, виражений машинним часом Т_м, і період стійкості Т зв'язані залежністю:

,

де l_р.х і t_р.х - відповідно довжина і час робочого ходу інструменту; l_р і t_р, - відповідно довжина і час різання.

Шляховий наробіток між відмовленнями l і період стійкості Т зв'язані залежністю:

1=Т× v,

де v — швидкість різання, м/хв.

Одним із сукупності властивостей, що обумовлюють якість різального інструменту є «Надійність різального інструменту». Надійність є комплексною властивістю, що може включати безвідмовність, довговічність, відновляваність і ремонтоздатність різального інструменту як окремо, так і певне сполучення цих властивостей. Ці властивості забезпечують при проектуванні, виготовленні й експлуатації інструменту. Безвідмовність є основною властивістю, що визначає надійність різальних інструментів, безперервне збереження працездатності яких необхідно для завершення обробки. Довговічність, як властивість, що визначає головним чином ефективність використання інструменту, є найбільш значимим для складних дорогих різальних інструментів, наприклад, черв'ячних фрез, довбачів, протяжок і ін. У залежності від принципу обмеження наробітку, а також наслідків відмовлення, надійність різального інструменту може оцінюватися одним або декількома показниками, що характеризує одне або декілько її властивостей.

9. СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1. ГОСТ 3.1109-82. Единая система технологической документации. Термины и определения основных понятий.

2. ГОСТ 25761-83. Виды обработки резанием. Термины и определения общих понятий.

3. ГОСТ 23505 – 79. Абразивная обработка. Термины и определения.

4. ГОСТ 25751-83. Инструменты режущие. Термины и определения общих понятий.

5. ГОСТ 21445-84 (СТ СЭВ 4403 – 83). Материалы и инструменты абразивные. Термины и определения.

6. ГОСТ 25762-83. Обработка резанием. Термины, определения и обозначения общих понятий.

Навчальне видання

СТАНДАРТИЗОВАНІ ТЕРМІНИ І ВИЗНАЧЕННЯ ОСНОВНИХ ПОНЯТЬ У КУРСІ «ТЕОРІЯ РІЗАННЯ»

Текст лекції для самостійної роботи

студентів спеціальностей:

7.090202 «Технологія машинобудування»,

7.090203 «Металорізальні верстати і системи»,

7.090204 «Інструментальне виробництво»

Укладач В.О.Залога

Відповідальний за випуск С.В. Швець

Відповідальний редактор

Редактори:

План 2004 р., поз. Формат 60х84/16. Обл.-вид.арк.

Підп.до друку Замовлення № Умовн. друк.арк.

Наклад 150 прим. Собівартість вид. Безкоштовно.

Вид-во СумДУ. Р.с. № 34 від.11.04.2000 р.

40007, Суми, вул. Римського-Корсакова, 2

Друкарня СумДУ. 40007,Суми, вул.Римського-Корсакова,2

Дата добавления: 2015-09-30