- •Резание материалов
- •Введение
- •1. Краткий исторический очерк развития науки о резании материалов
- •2. Геометрические параметры режущей части ИнСтрумента
- •2.1. Кинематическая схема резания
- •Резания при обтачивании
- •2.2. Части и поверхности резца
- •2.3. Координатные плоскости
- •2.4. Геометрические параметры резца
- •Контрольные вопросы
- •3. Элементы резания и срезаемого слоя
- •3.1. Элементы резания
- •3.2. Геометрия срезаемого слоя
- •Следовательно, действительное сечение
- •3.3. Свободное и осложненное резание. Прямоугольное и косоугольное резание
- •Контрольные вопросы
- •4. Физические основы процесса резания металлов
- •4.1. Процесс разрезания и резания
- •4.2. Процесс пластической деформации металлов
- •4.3. Основные методы экспериментального изучения стружкообразования при резании металлов
- •4.4. Типы стружек, различия в механизме их образования
- •4.5. Нарост на режущем инструменте
- •4.6. Усадка стружки
- •5.2. Система сил в условиях свободного резания
- •5.3. Длина зоны контакта между стружкой и передней поверхностью инструмента и напряженное состояние в этой зоне
- •5.4. Касательные напряжения на плоскости сдвига
- •5.5. Особенности трения в зоне контакта стружки с передней поверхностью инструмента
- •5.6. Факторы, обусловливающие величину угла скольжения
- •5.7. Взаимодействие задней поверхности инструмента с поверхностью резания. Силы на задней поверхности инструмента
- •Переходная пластически деформируемая зона (ппдз)
- •6. Силы резания при точении
- •6.1. Силы, действующие на резец и заготовку
- •6.2. Влияние различных факторов на силы , и при точении
- •Поэтому
- •6.3. Методы измерения сил резания
- •7. Теплообразование и температура резания
- •7.1. Источники образования тепла и его распределение
- •7.2. Температура резания
- •7.3. Влияние на температуру различных факторов процесса резания
- •7.4 Оптимальная температура резания
- •7.5. Экспериментальные методы исследования тепловых явлений
- •8. Износ инструментов и критерии затупления
- •8.1. Физическая природа изнашивания инструментов
- •8.2. Внешняя картина изнашивания лезвий инструментов
- •8.3. Критерии затупления режущих инструментов
- •9. Стойкость инструментов и допускаемая ими скорость резания
- •10. Влияние обработки резанием на качество поверхности и эксплуатационные свойства деталей машин
- •10.1. Понятие качества поверхностей деталей машин
- •10.2. Механизм возникновения шероховатости поверхности
- •10.3. Формирование физико-механических свойств поверхностного слоя металла при обработке резанием
- •10.4. Влияние качества поверхности на эксплуатационные свойства деталей
- •11. Процесс резания как система
- •11.1. Взаимосвязь, взаимовлияние и взаимообусловленность явлений в процессе резания
- •11.2. Система резания, ее элементы и структура
- •11.3. Оптимизация функционирования системы резания
- •12. Обрабатываемость материалов резанием
- •12.2. Обрабатываемость различных конструкционных материалов
- •Коэффициенты обрабатываемости различных сталей
- •12.3. Технологические методы повышения обрабатываемости материалов
- •13. Инструментальные материалы
- •13.1. Требования к инструментальным материалам
- •13.2. Виды инструментальных материалов и области их применения
- •Сравнительные характеристики стм на основе нитрида бора
- •13.3. Абразивные материалы
- •Химический состав абразивных материалов, %
- •Механические свойства алмазных шлифпорошков
- •Зернистость абразивных материалов
- •14. Сверление, зенкерование и развертывание
- •14.1. Сверление
- •14.2. Зенкерование и развертывание
- •Ключевые слова и понятия
- •Контрольные вопросы
- •15. Фрезерование
- •15.1. Кинематика фрезерования и координатные плоскости
- •15.2. Геометрические элементы режущей части фрезы
- •15.3. Элементы режима резания и срезаемого слоя при фрезеровании
- •Шаг винтовой канавки фрезы
- •16. Шлифование
- •16.1. Общие сведения о шлифовании
- •16.2. Шлифовальный круг как режущий инструмент
- •16.3. Формирование обработанных поверхностей при шлифовании связанным абразивом
- •16.4. Шлифование свободным абразивом
- •Контрольные вопросы
- •Заключение
- •Библиографический список
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
15.2. Геометрические элементы режущей части фрезы
Статические углы. На рис. 15.5 показаны геометрические параметры лезвия торцовой фрезы со вставными зубьями, а на (рис. 15.6) – цилиндрической фрезы. Различают углы, определяющие форму режущего клина (лезвия) γ и α, углы в плане φ и φ, и угол наклона главной режущей кромки λ.
Основное назначение переднего угла γ - уменьшение работы пластической деформации и работы трения по передней поверхности и обеспечение высокой стойкости фрезы. Передний угол выбирают в зависимости от механических свойств обрабатываемого материала, а также материала режущей части фрезы. Чем выше предел прочности обрабатываемого материала при растяжении, тем меньше должно быть значение переднего угла.
Рис. 15.5. Углы торцовой фрезы со вставными зубьями
Рис.15.6. Геометрические параметры режущей части
цилиндрической фрезы:
γ - главный передний угол;
αn – задний угол в нормальной плоскости;
α - главный задний угол; γ’ – поперечный передний угол;
ω - угол наклона зубьев
Для практических целей (удобства заточки и изготовления фрез) задаются поперечным передним углом γ’ в рабочей плоскости PsPs и продольным углом γ” в плоскости, совпадающий с осью фрезы. Для торцовых фрез углы γ’ и γ” связаны с углом γ зависимостью:
(15.1)
Для цилиндрических, концевых и дисковых фрез с винтовыми зубьями для перехода от угла γ’ к углу γ пользуются формулой:
(15.2)
Задний угол обеспечивает условия беспрепятственного перемещения задней поверхности 3 зуба фрезы относительно поверхности резания 1 и 2 (рис. 15.7) и уменьшения работы трения по задней поверхности зуба. Задний угол α удобно измерять в плоскости NN, перпендикулярной к оси фрезы (рис. 15.6). Между углом α и α n существуют следующие зависимости:
для цилиндрических, дисковых и концевых фрез:
для торцовых фрез с угловой кромкой и угловых фрез:
Кроме углов, рассматриваемых выше, геометрия торцовой фрезы характеризуется главным углом в плане φ и вспомогательным углом φ (рис. 15.5, 15.8).
Главный угол в плане φ - угол между проекцией главной режущей кромки на осевую плоскость и направлением подачи. С уменьшением главного угла в плане (при постоянной подаче на зуб и постоянной глубине резания) толщина среза уменьшается, а ширина увеличивается, вследствие чего стойкость фрезы повышается. Однако работа фрезы с малым углом φ (φ ≤ 30º) вызывает увеличение радиальной и осевой сил резания, что при недостаточной жёсткости системы СПИД приводит к вибрациям. Поэтому для торцовых твердосплавных фрез при высокой жёсткости системы СПИД угол φ ≤ 30º, а при нормальной жесткости системы φ =45…60º.
Вспомогательный угол в плане φ у торцовых фрез равен 5…10º. Чем меньше этот угол, тем ниже шероховатость обработанной поверхности.
Рис. 15.7. Поверхности резания при цилиндрическом
фрезеровании
В настоящее время распространение получили торцовые фрезы с углом на переходной режущей кромке мм (см. рис. 15.8, в); такая кромка повышает прочность зуба и стойкость фрезы.
Рис. 15.8. Углы в плане у торцовой фрезы:
а и б – без переходной кромки; в – с переходной кромкой
Для более плавного входа зубьев фрезы в срезаемый слой и выхода из него, а также для увеличения числа одновременно работающих зубьев фрезы имеют винтовую стружечную канавку. Таким образом, главные лезвия фрезы являются винтовыми линиями, навёрнутыми на цилиндр диаметром D, а угол ω их наклона к оси фрезы называют углом наклона винтовой канавки.
На чертежах фрез главные лезвия изображают прямыми линиями, наклонёнными к оси фрезы. В зависимости от направления вращения на станке фрезы называют леворежущими и праворежущими. Если при взгляде на торец шпинделя станка фреза вращается по часовой стрелке, то её называют леворежущей, а если против часовой стрелки – праворежущей. Желательно, чтобы в процессе резания сила, действующая на фрезу параллельно её оси, была всегда направлена на шпиндель станка, обладающий значительно большей жёсткостью, чем противоположная опора фрезерной оправки. Для этого у леворежущих фрез винтовая канавка по направлению должна быть правой, а у праворежущих фрез – левой.
У стандартных фрез угол наклона винтовой канавки назначают в пределах 25…35º; у специальных, предназначенных для фрезерования детали определённой ширины, угол ω рассчитывают, чтобы получить так называемое равномерное фрезерование. Расчёт угла ω будет приведён ниже. Расстояние tт между двумя зубьями по торцу называют торцовым шагом:
tт .
Расстояние to между двумя зубьями вдоль оси фрезы называют осевым шагом. Связь между осевым и торцовым шагами выражается формулой
to = tт .