Prvky vzorca režimu rezania. Výpočet rezných podmienok pri sústružení na sústruhoch

Parfenyeva I.E. TECHNOLÓGIA STAVEBNÝCH MATERIÁLOV. M.: Učebnica, 2009

3. Klasifikácia a charakteristika rezného pohybu. Režimy rezania. Kvalita opracovaného povrchu Parametre procesu rezania. Všeobecné charakteristiky metódy sústruženia.

3.1. Klasifikácia a charakteristika rezného pohybu

Aby bolo možné odrezať vrstvu kovu z obrobku, je potrebné poskytnúť relatívne pohyby reznému nástroju a obrobku. Tieto relatívne pohyby zabezpečujú pracovné časti strojov, v ktorých je obrobok a nástroj inštalovaný a zaistený.

Pohyby pracovných častí obrábacích strojov sa delia na pracovné alebo rezné pohyby, montážne a pomocné pohyby.

Pracovné alebo rezné pohyby- sú to pohyby, ktoré zabezpečujú odrezanie vrstvy kovu z obrobku. Patria sem hlavný rezný pohyb a posuvný pohyb.

vzadu hlavný rezný pohyb vziať pohyb, ktorý určuje rýchlosť deformácie kovu a oddeľovania triesok. vzadu pohyb krmiva prijať pohyb, ktorý zaisťuje kontinuitu rezania reznej hrany nástroja do materiálu obrobku. Tieto pohyby môžu byť nepretržité alebo prerušované, v prírode - rotačné, translačné, vratné. Rýchlosť hlavného pohybu je označená písmenom V, rýchlosť posuvu (množstvo posuvu) - S.

Inštalačné pohyby– pohyby, ktoré zabezpečujú vzájomnú polohu nástroja a obrobku na odrezanie určitej vrstvy materiálu z neho.

Pomocné pohyby– pohyby pracovných častí obrábacích strojov, ktoré priamo nesúvisia s procesom rezania. Príkladmi sú: rýchle pohyby pracovných telies, prepínanie rezných rýchlostí a posuvov atď.

Pre akýkoľvek proces rezania môžete vytvoriť schémy spracovania. Diagram bežne označuje spracovávaný obrobok, jeho inštaláciu a upevnenie na stroji, upevnenie a polohu nástroja vzhľadom na obrobok, ako aj rezné pohyby. Nástroj je zobrazený v polohe zodpovedajúcej ukončeniu povrchovej úpravy obrobku. Ošetrený povrch je v diagrame zvýraznený hrubými čiarami. Ukážte povahu rezných pohybov.

Obrobok sa rozlišuje: opracovaný povrch 1, z ktorého je kovová vrstva odrezaná; ošetrený povrch 3, z ktorého už bol vyrezaný kov; reznú plochu 2, vytvorený počas spracovania hlavnou reznou hranou nástroja.

Obr.1. Schémy spracovania obrobkov sústružením a vŕtaním

3.2. Režimy rezania

Hlavnými prvkami rezacieho režimu sú: rýchlosť rezania V, krmivo S a hĺbku rezu t. Uvažujme o prvkoch režimu rezania na príklade sústruženia.

Obr.2. Prvky rezného režimu a geometria reznej vrstvy

Rýchlosť rezania V je vzdialenosť, ktorú prejde bod reznej hrany nástroja vzhľadom k obrobku v smere hlavného pohybu za jednotku času. Rezná rýchlosť má rozmer m/min alebo m/s.

Pri otáčaní sa rýchlosť rezania rovná:

M/min

Kde D zag– najväčší priemer obrábaného povrchu obrobku, mm; n– rýchlosť otáčania obrobku za minútu.

Podaním S nazývame dráhu bodu reznej hrany nástroja voči obrobku v smere posuvného pohybu za jednu otáčku alebo jeden zdvih obrobku alebo nástroja.

V závislosti od technologického spôsobu spracovania má krmivo tieto rozmery:

mm/ot – na sústruženie a vŕtanie;

mm/ot, mm/min, mm/zub – na frézovanie;

mm/dvojtakt – na brúsenie a hobľovanie.

Podľa smeru pohybu sa rozlišujú posuvy: pozdĺžne S pr, priečne S p, vertikálne S in, naklonený S n, kruhový S cr, tangenciálny S t atď.

Hĺbka rezu t nazývaná vzdialenosť medzi opracovaným a obrobeným povrchom obrobku, meraná kolmo k nemu. Hĺbka rezu sa vzťahuje na jeden pracovný zdvih nástroja vzhľadom na obrobený povrch. Hĺbka rezu má rozmer mm. Pri sústružení valcového povrchu je hĺbka rezu určená vzorcom:

Kde d– priemer opracovanej valcovej plochy obrobku, mm.

Hĺbka rezu vždy kolmo smer pohybu posuvu. Pri rezaní konca je hĺbka rezu množstvo rezanej vrstvy merané kolmo na obrobený koniec. Pri krájaní a rezaní sa hĺbka rezu rovná šírke drážky vytvorenej frézou.

Hĺbka rezu a posuv sú technologické veličiny, ktoré sa prevádzkujú vo výrobných podmienkach (s normalizáciou). Pre teoretické štúdie sú dôležité geometrické rozmery rezanej vrstvy: šírka, hrúbka a plocha rezanej vrstvy.

Šírka odrezanej vrstvy ja" b" je vzdialenosť v mm medzi obrobenou a obrobenou plochou, meraná pozdĺž reznej plochy.

kde je hlavný pôdorysný uhol.

Hrúbka rezanej vrstvy « a" je vzdialenosť v mm medzi dvoma po sebe nasledujúcimi polohami reznej plochy na otáčku obrobku, meraná kolmo na šírku rezanej vrstvy

Námestie vystrihnúť vrstvu" f"rovná sa

mm2.

Táto plocha prierezu rezanej vrstvy sa nazýva nominálny. Skutočná plocha rezanej vrstvy bude menšia ako nominálna v dôsledku hrebeňov zanechaných frézou na ošetrenom povrchu. Výška a tvar zostávajúcich hrebeňov ovplyvňuje drsnosť opracovaného povrchu.

3.3. Kvalita povrchu

Kvalita opracovaného povrchu je určená geometrickými a fyzikálnymi vlastnosťami povrchovej vrstvy. Geometrické charakteristiky povrchu dávajú predstavu o chybách obrábania. Medzi tieto chyby patria:

· makrogeometria povrchu charakterizovaná chybami tvaru, ako je konvexnosť alebo konkávnosť plochých plôch a kužeľovitý, súdkovitý, sedlový tvar, oválnosť a fazetovanie valcových plôch;

• mikrogeometria povrchu (drsnosť);
• vlnitosť.

Fyzikálne vlastnosti povrchovej vrstvy sa líšia od fyzikálnych vlastností základného materiálu. Vysvetľuje to skutočnosť, že pri rezaní je povrchová vrstva vystavená vysokým teplotám a významným silám, ktoré spôsobujú elastické a plastické deformácie. Hrúbka deformovanej vrstvy je pri brúsení asi 50 000 Ao, pri leštení 15 000 Ao (Ao = 10-7 mm). Teda aj pri dokončovacom spracovaní, akým je brúsenie, sa povrchová vrstva s hrúbkou viac ako 5 mikrónov líši od základného kovu.

Drsnosť povrchu určuje trvanie bežnej prevádzky dielov a strojov. Stupeň drsnosti povrchu určuje odolnosť povrchov trecích párov proti opotrebeniu, antikoróznu odolnosť častí stroja a stabilitu lícovania.

Čím hrubšie je diel spracovaný, tým má menšiu odolnosť proti opotrebovaniu. Prítomnosť mikrodrsnosti spôsobuje koncentráciu napätia v dutinách hrebeňov, čo vedie k vzniku trhlín a znižuje pevnosť dielov (najmä tých, ktoré pracujú pri striedavom zaťažení).

Drsnosť dielov po spracovaní má významný vplyv na odolnosť proti korózii. Ohniská korózie vznikajú predovšetkým v priehlbinách. Čím čistejší je povrch ošetrený, tým vyššia je jeho odolnosť proti korózii.

Drsnosť ovplyvňuje stabilitu pohyblivých a pevných podest. Výrazná drsnosť mení vypočítanú hodnotu medzery alebo interferencie.

Výška nerovností na obrábanej ploche závisí od rýchlosti posuvu, geometrie frézy (polomer frézy na hrote, hlavný a pomocný uhol vo vedení a ). Okrem toho výška nerovností závisí od spracovávaného materiálu, reznej rýchlosti, nábehovej hrany, opotrebovania frézy, vibrácií atď.

Celková výška nerovností pozostáva z výpočtovej (teoretickej) časti drsnosti a drsnosti vyplývajúcej z technologických faktorov.

Pri spracovaní frézou, ktorej polomer vrcholu = 0, sa teoretická výška nerovností rovná

Kde S– posuv, mm/ot. , - hlavný a pomocný pôdorysný uhol, stupne.

na :

Závislosť je približná, pretože nezohľadňuje vplyv technologických faktorov. Výška nerovností sa zvyšuje so zvyšujúcim sa posuvom, rovnako ako uhly a klesá so zvyšujúcim sa polomerom.

Vplyv technologických faktorov na drsnosť povrchu:

1. Rýchlosť rezania. V rozsahu rezných rýchlostí, kde má nános maximálnu hodnotu, sa dosiahne najvyššia drsnosť. Pre oceľ strednej tvrdosti sa teda dosiahne najvyššia drsnosť povrchu v rozsahu 15-30 m/min.

2. Hĺbka rezu nemá priamy vplyv na výšku mikrodrsností.

3. Čím vyššia je viskozita spracovávaného materiálu, tým väčšia je výška drsnosti.

4.Použitie chladiacej kvapaliny znižuje veľkosť nepravidelností.

Drsnosť obrobeného povrchu je ovplyvnená drsnosťou na reznej hrane nástroja. Kopíruje sa a priamo prenáša na ošetrovaný povrch.

3.4. Parametre procesu rezania

Parametre procesu rezania sú premenné používané na popis a analýzu procesu rezania. Patria sem mnohé veľkosti spracovávaného povrchu (lineárne, uhlové), mnohé parametre drsnosti; hlavný čas strávený priamo na reze To, životnosť nástroja T, efektívny rezný výkon, rezná rýchlosť, geometrické parametre fréz a pod.

Základný technologický čas spracovania To– ide o čas strávený priamo procesom zmeny tvaru, veľkosti a drsnosti povrchu spracovávaného obrobku.

Na otáčanie

kde je dráha rezného nástroja vzhľadom na obrobok v smere posuvu; l– dĺžka ošetreného povrchu, mm; – množstvo prísuvu () a dobehu frézy (1–2), mm;

i– počet pracovných zdvihov rezača potrebných na odstránenie materiálu ponechaného na spracovanie;

n– rýchlosť otáčania obrobku, otáčky za minútu;

S– posuv, mm/ot.k – hlavný (technologický) čas strávený rezaním;

t V - pomocný čas potrebný na inštaláciu a demontáž dielu, jeho meranie, ovládanie stroja atď.;

t o- čas údržby stroja a pracoviska vo vzťahu k jednej časti;

t P- čas prestávok na odpočinok a prirodzené potreby, tiež zaradený ako jeden detail.

Jednotlivé zložky kusového času sa určujú na základe normatívnych a referenčných údajov.

Prvky režimu rezania sú priradené nasledovne:

1. Najprv vyberte hĺbku rezu. V tomto prípade sa snažia odstrániť celý prídavok na spracovanie jedným prechodom rezného nástroja. Ak je z technologických dôvodov potrebné vykonať dva priechody, potom sa pri prvom priechode odstráni 80% prídavku, pri druhom 20%;

2. zvoľte množstvo krmiva. Odporúča sa priradiť najvyšší prípustný posuv s prihliadnutím na požiadavky na presnosť a drsnosť obrobeného povrchu, ako aj na rezné vlastnosti materiálu nástroja, výkon stroja a ďalšie faktory;

3. určiť rýchlosť rezania pomocou empirických vzorcov. Napríklad na sústruženie

Kde životopis- koeficient v závislosti od spracovávaných a nástrojových materiálov a rezných podmienok;

T– životnosť frézy v minútach;

m- indikátor relatívneho odporu;

XV, YV– ukazovatele stupňa.

4. Na základe zistených otáčok sa určí počet otáčok vretena stroja a vyberie sa najbližšie menšie podľa pasportu stroja.

Prvky procesu rezania sú rýchlosť rezných pohybov a hĺbka rezu. Kombinácia týchto prvkov sa nazýva „režim rezania“.

Rýchlosť rezania V- dráha, ktorú prejde bod reznej plochy najvzdialenejší od osi otáčania vzhľadom na reznú hranu frézy za jednotku času (m min). Rezná rýchlosť závisí od rýchlosti otáčania a priemeru spracovávaného obrobku. Čím väčší je priemer D obrobku, tým väčšia je rýchlosť rezania pri rovnakej rýchlosti otáčania, pretože za jednu otáčku obrobku (alebo za jednu minútu) bude dráha, ktorú prejde bod A na reznej ploche (obr. 1.2). väčšia ako dráha, ktorú prejde bod B (πD>πd) .

Ryža. 1.2. Údaje na určenie reznej rýchlosti pri sústružení

Rozmery reznej rýchlosti: pre opracovanie kotúčom - m/min, pre abrazívne opracovanie - m/s. Ak je hlavný pohyb rotačný, potom na spracovanie čepele

V= πDn/1000;

na brúsenie

V= πDn/(1000*60),

Kde D- najväčší priemer obrábaného povrchu obrobku alebo priemer rotujúceho nástroja, mm; P- rýchlosť otáčania obrobku (nástroja), ot./min.

Ak je známa rezná rýchlosť, ktorú umožňujú rezné vlastnosti nástroja v a priemer obrobku D, môžete určiť požadovanú rýchlosť otáčania obrobku a prispôsobiť ju rýchlosti vretena:

n = 1000 V/πD, ot./min

Ak je hlavný pohyb vratný a pracovné a voľnobežné otáčky sú odlišné, priemerná rýchlosť m/min sa rovná

V cp = (K + 1)Lm/1000,

Kde TO= V px /V xx- koeficient pomeru rýchlosti zdvihu V px na voľnobežné otáčky Vx X;

L- konštrukčná dĺžka zdvihu frézy, mm;

T - počet dvojitých zdvihov frézy za minútu.

Rýchlosť pohybu posuvu (posuv) S - dráha hrotu reznej čepele nástroja voči obrobku za jednotku času v smere posuvu. Existujú:

posuv za minútu (minútu) S m - pohyb rezného nástroja za minútu, mm/min;

posuv na otáčku S 0- pohyb rezného nástroja na otáčku obrobku alebo nástroja, mm/ot.

pre viaczubé nástroje - posuv na zub S z- pohyb rezného nástroja počas otáčania pod uhlom rovným uhlovému rozstupu zubov, mm/zub;

dvojitý zdvih S 2x- pohyb rezného nástroja jedným dvojitým zdvihom, mm/2x.

S M= S O n = S z nz = S 2х,

Kde z- počet zubov nástroja.

Pri otáčaní sa rozlišuje pozdĺžny posuv smerujúci pozdĺž osi obrobku; priečny posuv smerujúci kolmo na os obrobku; šikmý posuv pod uhlom k osi obrobku (pri spracovaní kužeľovej plochy).

Hĺbka rezu t- najkratšia vzdialenosť medzi opracovaným a opracovaným povrchom, mm. Pri sústružení (obr. 1.3, a) sa hĺbka rezu rovná

t = 0,5 (D3 - d),

Kde D 3 a d- priemery obrobku, respektíve obrobenej plochy, mm.

Pri vyvrtávaní (obr. 1.3, b) je hĺbka rezu polovičným rozdielom medzi priemerom otvoru po spracovaní a priemerom otvoru pred spracovaním. Pri orezávaní je hĺbka rezu veľkosť vrstvy rezu, meraná kolmo na opracovaný koniec (obr. 1.3, c) a pri rezaní a drážkovaní sa hĺbka rezu rovná šírke drážky vytvorenej frézou (obr. 1,3, d).

Ryža. 1.3. Hĺbka rezu pre rôzne druhy spracovania. a - vonkajšie sústruženie (sústruženie), b - vyvrtávanie, c - rezanie na konci, d - rezanie

3. Typy fréz a ich geometrické parametre

Sústružnícke frézy sa delia podľa účelu, materiálu pracovnej časti, tvaru hlavy a smeru posuvu, prevedenia, prierezu tyče a pod.

Podľa účelu Existujú frézy: priechodné, ryhovacie, rezacie, vyvrtávacie, filetové, tvarované a závitové.

Sústružnícke frézy sa používajú:

Priechodný – na sústruženie vonkajších valcových a kužeľových plôch;

Vyvrtávanie - priechodné a trvalé - na vyvrtávanie slepých a priechodných otvorov;

Rezačky – na rezanie obrobkov a sústruženie drážok;

Závitové - na rezanie vonkajších a vnútorných závitov;

Tvarované – na opracovanie tvarovaných plôch;

Kút – na sústruženie prechodových plôch medzi hriadeľovými stupňami po polomere.

Podľa smeru posuvu Prechádzajúce rezáky sú rozdelené na pravé a ľavé.

Podľa tvaru hlavy a jej umiestnenia rezáky sa delia na rovné, ohnuté a zakrivené.

Dizajnovo frézy môžu byť plné, s navarenou hlavou, s spájkovanou doskou a s mechanickým upevnením rezných doštičiek. Ako materiál pracovnej časti sa zvyčajne používajú rýchlorezné ocele, tvrdé zliatiny a kovokeramika.

Pozdĺž prierezu tyče Existujú obdĺžnikové, štvorcové a okrúhle rezáky.

Sústruženie rovného rezača(obr. 3.1) pozostáva z pracovnej časti (hlavy) 2 a telo (tyč) 3. Telo frézy slúži na jej inštaláciu a zaistenie v držiaku frézy. Pracovná časť frézy sa vytvára pri ostrení a obsahuje nasledujúce prvky: predná plocha 4 (povrch, po ktorom tečú triesky); hlavná zadná plocha 7 (je najviac vyvinutá a nasmerovaná pozdĺž posuvného pohybu); pomocná zadná plocha 7 (nasmerovaná proti posuvnému pohybu). Priesečník čeľuste a povrchu hlavného boku vytvára hlavnú reznú hranu 6, priesečník čeľusťových a sekundárnych bočných plôch vytvára sekundárnu reznú hranu 5. Rezné hrany sa pretínajú na špičke frézy 8. Umiestnenie plôch a hrán frézy je určené jej zaostrením (geometriou nástroja).

Ryža. 3.1. Prvky a časti priamočiarej frézy:

1 - pomocná zadná plocha; 2 - rezacia hlava; 3 - telo frézy; 4 - predná plocha; 5, 6 - pomocné a hlavné rezné hrany; 7 - hlavná zadná plocha; 8 - hrot rezáku

Na určenie uhlov, v ktorých sú umiestnené prvky nástroja, sú zavedené súradnicové roviny. Uvažujú sa tri súradnicové systémy: inštrumentálny, statický a dynamický. V inštrumentálnom súradnicovom systéme sa nástroj považuje za geometrické teleso. V statickom súradnicovom systéme je hlavná rýchlosť pohybu nenulová a rýchlosť posuvu je nulová. V dynamickom súradnicovom systéme sú rýchlosti hlavného pohybu a posuvného pohybu odlišné od nuly.

Obrázok 3.2. Súradnicové roviny sústružníckeho frézy:

D r – rezný pohyb; D S – posuvné pohyby; P v - hlavná rovina; P n – rovina rezu

Uvažujme geometriu reznej časti nástroja v statickom súradnicovom systéme na príklade sústružníckej frézy (obr. 3.3).

Hlavné uhly sú uvažované v hlavnej rovine rezu R x.Hlavný uhol vôle α- uhol medzi dotyčnicou k povrchu hlavného boku v uvažovanom bode hlavnej reznej hrany a rovinou rezu. Prítomnosť uhla znižuje trenie medzi obrobeným povrchom a povrchom hlavného boku, čo zvyšuje životnosť nástroja. Prílišné zväčšenie uhla však zníži pevnosť reznej čepele. Uhol je v rozmedzí 5...10° a volí sa v závislosti od elastických vlastností spracovávaného materiálu. Pri tých typoch spracovania, pri ktorých je rýchlosť posuvu úmerná rýchlosti hlavného pohybu (rezanie závitu), sa uhol volí v rozsahu 8...14°.

Uhol kužeľa β nazývaný uhol medzi predným a hlavným zadným povrchom frézy.

Hlavný uhol čela γ- uhol medzi hlavnou rovinou a prednou plochou. Môže byť kladná (ak je predná plocha umiestnená pod hlavnou rovinou), nulová (predná plocha sa zhoduje s hlavnou rovinou) a záporná (ak je predná plocha umiestnená nad hlavnou rovinou). Pri spracovaní nízkouhlíkových a nízkolegovaných ocelí vysokorýchlostnými nástrojmi uhol γ vyberte si v rozmedzí 12...18°. Pri spracovaní viskóznych materiálov sa uhol zväčšuje a pri spracovaní krehkých a tvrdých materiálov sa znižuje na záporné hodnoty.

Ryža. 3.3. Uhly rezu v statickom súradnicovom systéme:

DR- rezný pohyb; D s- pohyb krmiva; Pv- hlavná rovina; P n - rovina rezu; R τ - hlavná rovina rezu; α, γ - hlavné zadné a predné uhly; φ , φ 1 - hlavný a pomocný pôdorysný uhol; λ - uhol sklonu hlavnej reznej hrany

Plánujte uhly sa uvažujú medzi smerom posuvu a priemetom zodpovedajúcej reznej hrany na hlavnú rovinu. Hlavný pôdorysný uhol φ - uhol medzi priemetom hlavnej reznej hrany na hlavnú rovinu a smerom posuvu. Pomocný nájazdový uhol φ 1 - uhol medzi priemetom pomocnej reznej hrany na hlavnú rovinu a smerom posuvu. Pri spracovaní dielov s nízkou tuhosťou sa uhol φ berie blízko alebo rovný 90°, pretože v tomto prípade je radiálna sila spôsobujúca ohyb dielu minimálna. V závislosti od prevádzkových podmienok vezmite φ = 10. . 0,90°. Najbežnejšia hodnota uhla hobľovania frézy pri spracovaní na univerzálnych sústruhoch je φ=45°. Pomocný uhol φ 1 =0...45°; najčastejšie je φ 1 =12...15°.

Uhol sklonu hlavnej reznej hrany λ - Toto je uhol medzi hlavnou reznou hranou a hlavnou rovinou vedenou cez špičku frézy. Ak je hrot frézy najvyššou časťou hlavnej reznej hrany, λ > 0; ak sa zhoduje s hlavnou rovinou, λ = 0; ak je vrchol najnižšou časťou hlavnej reznej hrany, λ < 0. Pri zväčšovaní uhla sa zhoršuje kvalita obrobeného povrchu. Ale najčastejšie je výber veľkosti a znamienka uhla určený smerom toku triesky. Pre záporné hodnoty uhla λ triesky prúdia v smere posuvu, čo je bezpečné pri práci na univerzálnych strojoch; pri kladnom stave triesky prúdia v smere proti pohybu posuvu, čo je bezpečné pri práci na strojoch s automatickými a poloautomatickými cyklami. Pri obrábaní otvorov sa používajú kladné uhly, aby sa zabezpečilo, že triesky opustia otvor.

Uhol sklonu hlavnej reznej hrany λ určuje smer toku triesky. S pozitívnym Komu triesky smerujú k obrobenému povrchu, s negatívnym λ - k obrobenému povrchu.

Aby bolo možné obrobok spracovať rezaním a v dôsledku toho získať opracované povrchy konkrétneho dielu, musí obrobok a použitý rezný nástroj vykonávať určité pohyby. Tieto pohyby sa delia na základné (slúžia na vykonanie procesu rezania) a pomocné (slúžia na prípravu na proces rezania a na dokončenie operácie). Existujú dva hlavné pohyby:

• rezný pohyb (alebo hlavný pohyb);
• pohyb krmiva.

Pri obrábaní na sústruhu rezný pohyb - rotačný - vykonáva obrobok, ktorý je tak či onak spojený s vretenom stroja, a posuvný pohyb - translačný - prijíma rezný nástroj (fréza), pevne upevnené v držiaku nástroja. Pohyb umožňuje proces rezania (tvorba triesok), posuvný pohyb umožňuje vykonávať tento proces (opracovanie) po celej dĺžke obrobku (obr. časť 16).

Hĺbka rezu (t)- množstvo narezanej vrstvy pri jednom prechode, merané v smere kolmom na ošetrovaný povrch. Hĺbka rezu je vždy kolmá na smer posuvu (pozri aj obr. 11 - 14). Pri vonkajšom pozdĺžnom sústružení (obr. 16) je to polovičný rozdiel medzi priemerom obrobku a priemerom obrobenej plochy získaný po jednom prechode:

Rýchlosť rezaniaυ - množstvo pohybu bodu reznej hrany vzhľadom k povrchu za jednotku času počas rezného pohybu*.

Počas sústruženia, keď sa spracovávaný obrobok otáča frekvenciou n ot/min, bude rýchlosť rezania v bodoch MC reznej hrany premenlivá hodnota. Maximálna rýchlosť:

kde D je najväčší priemer povrchu v mm.

* Rezná rýchlosť je funkciou rýchlosti otáčania obrobku a rýchlosti rezania (posuvu).

Ak je rýchlosť známa, potom je ľahké určiť rýchlosť otáčania:

Pri pozdĺžnom sústružení má rezná rýchlosť konštantnú hodnotu počas celej doby rezania (ak je priemer obrobku po celej dĺžke rovnaký a rýchlosť otáčania konštantná). Pri orezávaní konca, keď sa fréza pohybuje z obvodu obrobku do stredu, je rýchlosť rezania pri konštantnej rýchlosti otáčania premenlivá. Najväčšiu hodnotu má na periférii a v strede sa rovná nule (obr. 17). Rýchlosť rezania bude počas rezania premenlivá aj pozdĺž obrábanej plochy (pozri obr. 14). V týchto prípadoch sa však berie do úvahy maximálna rýchlosť rezania.

Feed s(presnejšie rýchlosť posuvu) - veľkosť pohybu reznej hrany vzhľadom na obrobený povrch za jednotku času v smere pohybu posuvu. Pri otáčaní môže byť pozdĺžny posuv keď sa fréza pohybuje v smere rovnobežnom s osou obrobku (pozri obr. 16); krížové krmivo, keď sa fréza pohybuje v smere kolmom na os obrobku (pozri obr. 17), a šikmé krmivo- pod uhlom k osi obrobku (napríklad pri sústružení kužeľovej plochy).

Rozlišujte medzi krmivami za revolúciu obrobok, t.j. veľkosť relatívneho pohybu frézy počas jednej otáčky obrobku (z polohy I sa fréza presunula do polohy II, obr. 16), a minútové kŕmenie t.j. veľkosť relatívneho pohybu frézy za 1 min. Minútový posuv je označený Sm (mm/min) a posuv na otáčku je s (mm/ot.). Existuje medzi nimi nasledujúci vzťah.

Prvky režimu rezania zahŕňajú hĺbku rezu, posuv a rýchlosť rezania.

Hĺbka rezu je určená najmä veľkosťou prídavku na obrábanie. Prídavok na spracovanie je výhodné odstrániť jedným prechodom. Hĺbka rezu má veľký vplyv na rezné sily, takže niekedy je potrebné rozdeliť prídavok na niekoľko prechodov. Celkový príspevok je rozdelený nasledovne: 60 % pre hrubovanie, 20-30 % pre polodokončovanie a 10-20 % pre dokončovanie.

Pre hrubovanie je hĺbka rezu t = 3-5 mm, polotovar - 2-3 mm a dokončovanie - 0,5-1,0 mm.

Množstvo posuvu je obmedzené silami pôsobiacimi počas procesu rezania; tieto sily môžu viesť k zlomeniu rezného nástroja, deformácii a deformácii tvaru obrobku a poruche stroja. Je vhodné pracovať s čo najvyšším posuvom. Typicky je posuv priradený z referenčných tabuliek o režimoch rezania, zostavených na základe špeciálneho výskumu a štúdia prevádzkových skúseností strojárskych závodov. Po výbere rýchlosti posuvu z referenčných kníh sa táto upraví podľa kinematických údajov stroja, na ktorom sa bude spracovanie vykonávať (berie sa najbližší menší posuv).

Pri hrubovaní vezmite s = 0,3-1,5 mm/ot., pri dokončovaní - 0,1-0,4 mm/ot.

Pri rovnakej ploche prierezu rezu je zaťaženie rezača menšie pri práci s nižším posuvom a väčšou hĺbkou rezu; zaťaženie stroja (výkonovo) je naopak menšie pri práci s vyšším posuvom a menšou hĺbkou rezu, keďže hĺbka má väčší vplyv na reznú silu ako posuv.

Rezná rýchlosť závisí od konkrétnych podmienok spracovania, ktoré ovplyvňujú životnosť nástroja (čas práce s nástrojom od prebrúsenia po prebrúsenie). Čím vyššiu reznú rýchlosť nástroj umožňuje pri rovnakej trvanlivosti, tým vyššie sú jeho rezné vlastnosti, tým je produktívnejší.

Zapnuté rýchlosť rezania povolený frézou je ovplyvnený týmito faktormi: životnosť rezného nástroja, fyzikálne a mechanické vlastnosti spracovávaného kovu, posuv a hĺbka rezu, geometrické prvky reznej časti frézy, rozmery prierezu frézy držiak, rezná kvapalina, maximálne prípustné opotrebenie frézy.

Trvanlivosť rezákov z rýchlorezných ocelí klesá so zvyšujúcou sa reznou rýchlosťou. Racionálna rýchlosť rezania pre tieto frézy je od 20 do 50 m/min.

Trvanlivosť fréz vybavených karbidovými doštičkami má komplexnejšiu závislosť od reznej rýchlosti. Racionálna rezná rýchlosť u týchto fréz je v rozsahu v = 80-140 m/min pri životnosti nástroja T = 30-60 min. Rezná rýchlosť klesá so zvyšujúcim sa obsahom legujúcich prvkov v oceli: chróm, volfrám, mangán, kremík atď.

Rezná rýchlosť klesá so zvyšujúcim sa rezným odporom, čo vedie k vysokým silám, vysokým teplotám a intenzívnemu opotrebovaniu rezného nástroja.

Automatické ocele, neželezné a ľahké zliatiny sa spracovávajú pri vyšších rezných rýchlostiach. Hliník sa spracováva rýchlosťou 5-6 krát vyššou ako rýchlosť spracovania uhlíkovej konštrukčnej ocele.

Posuv a hĺbka rezu určujú zaťaženie frézy a teplotu rezu. So zvyšujúcou sa rýchlosťou posuvu a hĺbkou rezu sa zvyšuje opotrebovanie frézy, čo obmedzuje rýchlosť rezania. Na dosiahnutie vyššieho rezného výkonu je výhodnejšie pracovať s veľkými reznými časťami znížením reznej rýchlosti. Napríklad, keď sa rýchlosť posuvu zvýši 2-krát (z 0,3 na 0,6 mm/ot.), rýchlosť rezania sa musí znížiť o 20 – 25 %. Pri zdvojnásobení hĺbky rezu by sa rýchlosť rezania mala znížiť o 10-15%. V praxi sa rezná rýchlosť zvyšuje po dosiahnutí hraničných hodnôt pre hĺbku rezu a posuv.

Požadovaná rezná rýchlosť a životnosť nástroja sú dané správnou voľbou geometrie reznej časti frézy, je potrebné zohľadniť aj obrobiteľnosť obrobku, rezné vlastnosti materiálu frézy a ďalšie podmienky spracovania.

Čím väčšia je plocha prierezu vysokorýchlostného držiaka frézy, tým sú povolené vyššie rýchlosti rezania, pretože to zlepšuje odvod tepla a zvyšuje tuhosť frézy.

Pre frézy vybavené karbidovými doštičkami je vplyv časti držiaka zanedbateľný a možno ho zanedbať.

Pri hrubovaní sústruženia ocelí s vysokorýchlostnými frézami sa výdatným chladením reznými kvapalinami (8-12 l/min) zvyšuje rezná rýchlosť o 20-30 %. Pri dokončovacom sústružení intenzita chladenia 4-6 l/min zaisťuje zvýšenie reznej rýchlosti o 8-10%.

Pri tvrdokovových nástrojoch je obzvlášť potrebné neustále chladenie, pretože v prípade prerušovaného chladenia sa môžu na platni vytvoriť trhliny a fréza zlyhá.

Prípustná miera opotrebenia frézy určuje výber rýchlosti rezania. Zvýšenie prípustnej hodnoty opotrebenia fréz na povrchu boku z 0,8 na 1,6 mm umožňuje zvýšiť reznú rýchlosť o 30 %.

Približné hodnoty reznej rýchlosti pre vonkajšie sústruženie ocele a liatiny sú uvedené v tabuľke. 3.

3. Rezné rýchlosti pre vonkajšie sústruženie, m/min

Frézy vybavené minerálno-keramickými platňami, pre dokončovacie a polodokončovacie opracovanie oceľových dielov, umožňujú zvýšenie reznej rýchlosti o 20-30% v porovnaní s frézami vybavenými karbidovými platňami značky T15K6 a pre dokončovacie a polo- dokončovacie spracovanie liatiny - o 50% v porovnaní s tvrdokovovými frézami s doskami značky VK8.

Jednou z multifunkčných metód spracovania kovov je sústruženie. Používa sa na hrubovanie a pri výrobe alebo opravách dielov. a efektívna vysokokvalitná práca sa dosahuje racionálnym výberom režimov rezania.

Vlastnosti procesu

Sústruženie sa vykonáva na špeciálnych strojoch pomocou fréz. Hlavné pohyby vykonáva vreteno, ktoré zabezpečuje otáčanie predmetu, ktorý je na ňom pripevnený. Pohyby posuvu sú vykonávané nástrojom, ktorý je upevnený v podpere.

Medzi hlavné typy charakteristických prác patria: čelné a tvarové sústruženie, vyvrtávanie, opracovanie vybraní a drážok, orezávanie a rezanie, navrhovanie závitov. Každý z nich je sprevádzaný produktívnymi pohybmi zodpovedajúceho zariadenia: prechádzanie a ťah, tvarovanie, vyvrtávanie, orezávanie, rezanie a rezanie závitov. Rôzne typy strojov vám umožňujú spracovávať malé a veľmi veľké predmety, vnútorné a vonkajšie povrchy, ploché a objemové obrobky.

Základné prvky režimov

Rezný režim pri sústružení je súbor prevádzkových parametrov kovoobrábacieho stroja zameraný na dosiahnutie optimálnych výsledkov. Patria sem tieto prvky: hĺbka, posuv, frekvencia a otáčky vretena.

Hĺbka je hrúbka kovu odobratého frézou pri jednom prechode (t, mm). Závisí od špecifikovaných indikátorov čistoty a zodpovedajúcej drsnosti. Pri hrubom sústružení t = 0,5-2 mm, pri dokončovaní - t = 0,1-0,5 mm.

Posuv - vzdialenosť, o ktorú sa nástroj posunie v pozdĺžnom, priečnom alebo lineárnom smere vzhľadom na jednu otáčku obrobku (S, mm/ot.). Dôležitými parametrami pre jeho určenie sú geometrické a kvalitatívne charakteristiky

Rýchlosť otáčania vretena je počet otáčok hlavnej osi, ku ktorej je obrobok pripevnený, vykonaných za určité časové obdobie (n, ot / s).

Rýchlosť - šírka priechodu za jednu sekundu pri dodržaní danej hĺbky a kvality, daná frekvenciou (v, m/s).

Sila otáčania je indikátorom spotreby energie (P, N).

Frekvencia, rýchlosť a sila sú najdôležitejšie vzájomne prepojené prvky rezného režimu pri sústružení, ktoré nastavujú ako optimalizačné ukazovatele pre dokončovanie konkrétneho objektu, tak aj tempo práce celého stroja.

Počiatočné údaje

Z hľadiska systémového prístupu možno proces sústruženia považovať za koordinované fungovanie prvkov komplexného systému. Patria sem: nástroj, obrobok, ľudský faktor. Účinnosť tohto systému je teda ovplyvnená zoznamom faktorov. Každý z nich sa berie do úvahy, keď je potrebné vypočítať režim rezania počas sústruženia:

• Parametrické charakteristiky zariadenia, jeho výkon, typ riadenia otáčania vretena (stupňovité alebo plynulé).
• Spôsob upevnenia obrobku (pomocou čelnej dosky, čelnej dosky a pevnej podpery, dvoch pevných podpier).
• Fyzikálne a mechanické vlastnosti spracovávaného kovu. Zohľadňuje sa jeho tepelná vodivosť, tvrdosť a pevnosť, typ vyrobených triesok a povaha jeho správania vzhľadom na zariadenie.
• Geometrické a mechanické vlastnosti frézy: rozmery rohov, držiak, polomer vrcholu, veľkosť, typ a materiál reznej hrany so zodpovedajúcou tepelnou vodivosťou a tepelnou kapacitou, húževnatosť, tvrdosť, pevnosť.
• Špecifikované parametre povrchu vrátane jeho drsnosti a kvality.

Ak sa zohľadnia a racionálne vypočítajú všetky charakteristiky systému, je možné dosiahnuť maximálnu účinnosť jeho prevádzky.

Kritériá účinnosti sústruženia

Časti vyrobené sústružením sú najčastejšie súčasťou kritických mechanizmov. Požiadavky sú splnené pri zohľadnení troch hlavných kritérií. Najdôležitejšie je urobiť každý z nich čo najviac.

• Súlad medzi materiálmi frézy a sústruženým predmetom.
• Optimalizácia posuvu, rýchlosti a hĺbky medzi sebou, maximálna produktivita a kvalita dokončovania: minimálna drsnosť, presnosť tvaru, absencia defektov.
• Minimálne náklady na zdroje.

Postup výpočtu režimu rezania počas sústruženia sa vykonáva s vysokou presnosťou. Na to existuje niekoľko rôznych systémov.

Metódy výpočtu

Ako už bolo spomenuté, režim rezania pri sústružení vyžaduje zohľadnenie veľkého množstva rôznych faktorov a parametrov. V procese vývoja technológie vyvinuli mnohé vedecké mysle niekoľko komplexov zameraných na výpočet optimálnych prvkov režimov rezania pre rôzne podmienky:

• Matematická. Znamená presný výpočet pomocou existujúcich empirických vzorcov.
• Graficko-analytické. Kombinácia matematických a grafických metód.
• Tabuľkový. Výber hodnôt zodpovedajúcich špecifikovaným prevádzkovým podmienkam v špeciálnych komplexných tabuľkách.
• Stroj. Používanie softvéru.

Ten najvhodnejší vyberie dodávateľ v závislosti od zadaných úloh a masového rozsahu výrobného procesu.

Matematická metóda

Analyticky vypočítané vzorce existujú, viac a menej zložité. Výber systému je určený vlastnosťami a požadovanou presnosťou výsledkov výpočtov a samotnou technológiou.

Hĺbka sa vypočíta ako rozdiel v hrúbke obrobku pred (D) a po (d) spracovaní. Pre pozdĺžnu prácu: t = (D - d) : 2; a pre priečne: t = D - d.

Prípustné krmivo sa určuje v etapách:

• figúrky, ktoré poskytujú požadovanú kvalitu povrchu, S sher;
• krmivo s prihliadnutím na vlastnosti nástroja, S p;
• hodnota parametra, ktorá zohľadňuje vlastnosti upevnenia dielu, diel S.

Každé číslo sa vypočíta pomocou príslušných vzorcov. Ako skutočný posuv sa zvolí najmenší zo získaných S. Existuje aj všeobecný vzorec, ktorý zohľadňuje geometriu frézy, špecifikované požiadavky na hĺbku a kvalitu sústruženia.

• S = (Cs*Ry*ru): (tx*φz2), mm/ot;
• kde C s je parametrická charakteristika materiálu;
• R y - špecifikovaná drsnosť, µm;
• r u - polomer na hrote sústružníckeho nástroja, mm;
• t x - hĺbka sústruženia, mm;
• φ z - uhol na špičke frézy.

Parametre rýchlosti otáčania vretena sa vypočítavajú podľa rôznych závislostí. Jeden zo základných:

v = (Cv*Kv): (Tm*tx*Sy), m/min, kde

• Cv je komplexný koeficient, ktorý zovšeobecňuje materiál dielu, frézy a podmienky procesu;
• K v - dodatočný koeficient charakterizujúci vlastnosti sústruženia;
• T m - životnosť nástroja, min;
• t x - hĺbka rezu, mm;
• S y - posuv, mm/ot.

Za zjednodušených podmienok a na účely dostupnosti výpočtov je možné určiť rýchlosť otáčania obrobku:

V = (n*D*n): 1000, m/min, kde

• n - rýchlosť otáčania vretena stroja, ot./min.

Použitý výkon zariadenia:

N = (P*v): (60*100), kW, kde

• kde P je rezná sila, N;
• v - rýchlosť, m/min.

Uvedená metóda je veľmi náročná na prácu. Existuje široká škála vzorcov rôznej zložitosti. Najčastejšie je ťažké vybrať tie správne na výpočet rezných podmienok pri sústružení. Tu je uvedený príklad najuniverzálnejších z nich.

Tabuľková metóda

Podstatou tejto možnosti je, že ukazovatele prvkov sú v normatívnych tabuľkách v súlade so zdrojovými údajmi. Existuje zoznam referenčných kníh, ktoré poskytujú hodnoty posuvu v závislosti od parametrických charakteristík nástroja a obrobku, geometrie frézy a špecifikovaných ukazovateľov kvality povrchu. Existujú samostatné normy, ktoré obsahujú maximálne prípustné limity pre rôzne materiály. Počiatočné koeficienty potrebné na výpočet rýchlosti sú tiež obsiahnuté v špeciálnych tabuľkách.

Táto technika sa používa samostatne alebo súčasne s analytickou. Pohodlne a presne sa používa na jednoduchú hromadnú výrobu dielov, v individuálnych dielňach aj doma. Umožňuje vám pracovať s digitálnymi hodnotami s minimálnym úsilím a počiatočnými indikátormi.

Graficko-analytické a strojové metódy

Grafická metóda je pomocná a je založená na matematických výpočtoch. Vypočítané výsledky posuvu sú vynesené do grafu, kde sú nakreslené čiary stroja a frézy a z nich sú určené ďalšie prvky. Táto metóda je veľmi zložitý komplexný postup, ktorý je pre sériovú výrobu nepohodlný.

Strojová metóda je presná a cenovo dostupná možnosť pre skúsených a začínajúcich sústružníkov, určená na výpočet rezných podmienok pri sústružení. Program poskytuje najpresnejšie hodnoty v súlade so zadanými počiatočnými údajmi. Musia zahŕňať:

• Koeficienty charakterizujúce materiál obrobku.
• Indikátory zodpovedajúce charakteristikám nástrojového kovu.
• Geometrické parametre sústružníckych nástrojov.
• Číselný popis stroja a spôsoby upevnenia obrobku na ňom.
• Parametrické vlastnosti spracovávaného objektu.

Ťažkosti môžu nastať v štádiu numerického opisu zdrojových údajov. Ich správnym nastavením môžete rýchlo získať komplexný a presný výpočet rezných podmienok pri sústružení. Program môže obsahovať nepresnosti, sú však menej významné ako pri manuálnej matematickej verzii.

Rezný režim pri sústružení je dôležitou konštrukčnou charakteristikou, ktorá určuje jeho výsledky. Nástroje a chladenie a mazivá sa vyberajú súčasne s prvkami. Úplný racionálny výber tohto komplexu je ukazovateľom skúseností alebo vytrvalosti špecialistu.