Объясните что такое свободное и несвободное резание

Резание свободное и несвободное, прямоугольное и косоугольное

Свободным называют резание одной главной режущей кромкой. При свободном прямоугольном резании частицы стружки сх­дят по передней поверхности лезвия инструмента перпендикулярно режущей кромке. При участии в резании главной и вспомогательной режущих кромок или в случае резания криволинейной режущей кромкой резания называют несвободным. На практике чаще всего находит применение несвободное резание. Свободное резание, осуществляемое лезвием с прямолинейной режущей кромкой, более ограничено в применении: поперечное точение бурта или диска, пр­дольное точение трубы (стенка трубы срезается полностью), строгание пластины или ребра. Используется свободное резание и при исследовании процессов резания, когда требуется исключить дополнительные деформации от воздействия вспомогательной или криволинейной главной режущих кромок.

Отрезные резцы служат для отрезания материала от прутков сравнительно небольшого диаметра. Они выполняются с оттянутой головкой, т. е. ширина головки выполняется меньше ширины тела резца. Длина оттянутой головки выбирается из расчета свободной отрезки заготовки. Отрезные резцы работают в весьма тяжелых условиях, так как их рабочая часть имеет малую жесткость, а отвод стружки из зоны резания затруднен. Головка резца имеет относительно малую толщину. Чтобы не ослаблять в значительной степени головку, для отрезных резцов приходится принимать небольшие значения углов (порядка 1—3°) в плане φ1 и задних углов α1 на вспомогательных боковых режущих кромках. Это приводит к возрастанию трения, особенно при неточной установке резца или его некачественной заточке. Поэтому при работе отрезными резцами, оснащенными твердым сплавом, часто происходят выкрашивания и сколы режущей части, а также отрывы пластинки от державки резца.

У обычных отрезных резцов угол в плане φ = 90°

2. Конструктивные элементы и геометрические параметры токарного отрезного резца для глухих отверстий.

При токарной обработке наружные и внутренние резьбы нарезают резьбовыми резцами.

Конструктивные параметры резца

Резец состоит из лезвия – режущей части и державки (корпуса) резца, служащей для закрепления инструмента в резцедержателе.

Лезвие принимает непосредственное участие в процессе резания.

Согласно ГОСТ 25762-83 лезвие токарного резца состоит из следующих элементов:

· Передней поверхности А_γ – поверхности лезвия инструмента, контактирующей в процессе резания со срезаемым слоем и стружкой;

· Главной режущей кромки К – части режущей кромки, формирующей большую сторону сечения срезаемого слоя;

· Вспомогательной режущей кромки К’ – части режущей кромки, формирующий меньшую сторону сечения срезаемого слоя;

· Главной задней поверхности А_α – задней поверхности лезвия инструмента, примыкающей к главной режущей кромке К;

· Вспомогательной задней поверхности А’_α – задней поверхности лезвия инструмента, примыкающей к вспомогательной режущей кромке К’;

· Вершины лезвия В – участка лезвия в месте пересечения главной К и вспомогательной К’ режущих кромок. При криволинейном сопряжении режущих кромок вершина имеет скругленную форму радиуса r_B, который называется радиусом вершины.

Геометрические параметры резца

Для определения геометрических параметров лезвия резца ГОСТ 25762-83 установлены следующие координатные плоскости:

· вспомогательная плоскость резания Р’_n – плоскость, проходящая касательно к вспомогательной режущей кромке К’ перпендикулярно основной плоскости Р_v;

· Вспомогательная секущая плоскость Р’_τ – плоскость, перпендикулярная проекции вспомогательной режущей кромки К’ на основную плоскость Р_v;

· нормальная секущая плоскость. Р_н— плоскость, перпендикулярная режущей кромке в. рассматриваемой точке;

· рабочая плоскость Р_s – плоскость, проведенная через векторы скоростей главного движения резания и движения подачи.

К геометрическим параметрам лезвия токарного резца относятся следующие углы:

· главный передний угол γ- угол в главной секущей плоскости Р_τмежду передней, поверхностью лезвия А_γ и основной плоскостью Р_v;

· нормальный передний угол γ_н — угол в нормальной секущей плоскости между поверхностью А_γ и плоскостью Р_v;

· главный задний угол α — угол в главной секущей плоскости Р_τ между задней поверхностью А_αи плоскостью резания Р_n;

· главный угол заострения β- угол в главной секущей плоскости Р_τ между передней А_γ и задней А_αповерхностями лезвия;

· нормальный угол заострения β_н — угол в нормальной секущей плоскости Р_нмежду поверхностями А_γ и А_α;

· угол в плане φ — угол в основной плоскости Р_v между плоскостью резания Р_nи рабочей плоскостью Р_s;

· угол резания δ рассматривается в главной (или нормальной) секущей плоскости между передней поверхностью лезвия А_γи плоскостью резания Р_n;

· Вспомогательный угол в плане φ₁ — меньший угол между проекцией вспомогательной режущей кромки К’на основную плоскость Р_v и рабочей плоскостью Р_s;

· Угол при вершине в плане ε — угол между проекциями главной Ки вспомогательной К’режущих кромок на основную плоскость Р_v.

5. Конструктивные элементы и геометрические параметры токарного расточного резца для сквозных отверстий.

При токарной обработке наружные и внутренние резьбы нарезают резьбовыми резцами.

Конструктивные параметры резца

Резец состоит из лезвия – режущей части и державки (корпуса) резца, служащей для закрепления инструмента в резцедержателе.

Лезвие принимает непосредственное участие в процессе резания.

Согласно ГОСТ 25762-83 лезвие токарного резца состоит из следующих элементов:

· Передней поверхности А_γ – поверхности лезвия инструмента, контактирующей в процессе резания со срезаемым слоем и стружкой;

· Главной режущей кромки К – части режущей кромки, формирующей большую сторону сечения срезаемого слоя;

· Вспомогательной режущей кромки К’ – части режущей кромки, формирующий меньшую сторону сечения срезаемого слоя;

· Главной задней поверхности А_α – задней поверхности лезвия инструмента, примыкающей к главной режущей кромке К;

· Вспомогательной задней поверхности А’_α – задней поверхности лезвия инструмента, примыкающей к вспомогательной режущей кромке К’;

· Вершины лезвия В – участка лезвия в месте пересечения главной К и вспомогательной К’ режущих кромок. При криволинейном сопряжении режущих кромок вершина имеет скругленную форму радиуса r_B, который называется радиусом вершины.

Геометрические параметры резца

Для определения геометрических параметров лезвия резца ГОСТ 25762-83 установлены следующие координатные плоскости:

· вспомогательная плоскость резания Р’_n – плоскость, проходящая касательно к вспомогательной режущей кромке К’ перпендикулярно основной плоскости Р_v;

· Вспомогательная секущая плоскость Р’_τ – плоскость, перпендикулярная проекции вспомогательной режущей кромки К’ на основную плоскость Р_v;

· нормальная секущая плоскость. Р_н— плоскость, перпендикулярная режущей кромке в. рассматриваемой точке;

· рабочая плоскость Р_s – плоскость, проведенная через векторы скоростей главного движения резания и движения подачи.

К геометрическим параметрам лезвия токарного резца относятся следующие углы:

· главный передний угол γ- угол в главной секущей плоскости Р_τмежду передней, поверхностью лезвия А_γ и основной плоскостью Р_v;

· нормальный передний угол γ_н — угол в нормальной секущей плоскости между поверхностью А_γ и плоскостью Р_v;

· главный задний угол α — угол в главной секущей плоскости Р_τ между задней поверхностью А_αи плоскостью резания Р_n;

· главный угол заострения β- угол в главной секущей плоскости Р_τ между передней А_γ и задней А_αповерхностями лезвия;

· нормальный угол заострения β_н — угол в нормальной секущей плоскости Р_нмежду поверхностями А_γ и А_α;

· угол в плане φ — угол в основной плоскости Р_v между плоскостью резания Р_nи рабочей плоскостью Р_s;

· угол резания δ рассматривается в главной (или нормальной) секущей плоскости между передней поверхностью лезвия А_γи плоскостью резания Р_n;

· Вспомогательный угол в плане φ₁ — меньший угол между проекцией вспомогательной режущей кромки К’на основную плоскость Р_v и рабочей плоскостью Р_s;

· Угол при вершине в плане ε — угол между проекциями главной Ки вспомогательной К’режущих кромок на основную плоскость Р_v.

Источник

Свободное резание.

Углы резца в процессе резания

При смещении резца относительно оси детали, а также при наличии движения подачи плоскость резания поворачивается, в связи с чем значения углов меняются.

Если вершину резца установить выше или ниже оси детали, то плоскость резания отклонится от вертикального положения на угол τ. При наружном точении с установкой резца выше оси детали действительный передний угол γ_смещ увеличивается, а α_смещ уменьшается на угол τ. При внутреннем точении углы изменяются в обратном направлении.

При продольной подаче в результате вращательного движения детали и поступательного движения резца стружка срезается по винтовой поверхности. Плоскость резания при этом отклоняется от своего положения в статике на угол μ. Чем больше величина подачи, тем больше отклонение. Передний угол в кинематике γ_кин увеличивается, а α_кин уменьшается на угол μ. При поперечной подаче поверхность резания будет представлять собой спираль, а задний угол будет уменьшаться с приближением резца к оси детали.

Действительную величину углов резца в главной секущей плоскости с учётом установки резца и кинематики процесса можно определить:

На действительные углы резца влияет также износ передней и задней поверхностей резца.

2. Виды обработки резанием: свободное и несвободное, прямоугольное и косоугольное, непрерывное и прерывистое, нестационарное.

Свободное резание.

Происходит в случае, когда в резании участвует одна прямолинейная режущая кромка. Деформированное состояние срезаемого слоя при этом является плоским. Пример свободного резания указан на рис.3а. В этом случае деформация совершается в плоскостях, параллельных друг другу, и все элементарные объемы срезаемого слоя могут свободно перемещаться в параллельных направлениях.

Свободное резание может осуществляться также при строгании прямых гребешков на плоской поверхности призматической заготовки или при точении с поперечной подачей буртика на цилиндрическом образце (заготовке). Длинна прямолинейной режущей кромки инструмента в обоих этих случаях должна быть больше ширины гребешков или буртика на ширину перекрытия режущего лезвия. Свободное резание обычно производится при выполнение каких-либо экспериментов в различных исследованиях. Это делается для того, чтобы исключить влияние осложненного деформирования срезаемого слоя на исследуемое явление. Получить хороший корень стружки для изучения, например, пластической деформации срезаемого слоя или образования нароста, можно только при свободном резании, при котором все явления в зоне резания совершаются в семействе параллельных плоскостей, поэтому одинаковы в каждой из них.

Рис. 3. Свободное (а) и несвободное резание (б).

Несвободное (осложненное) резание (рис. 3,б).

Характеризуется тем, что отдельные объемы срезаемого слоя на разных участках режущей кромки перемещаются в разных направлениях, что создает условия сложного деформирования и затрудняет образование стружки.

При несвободном резании отдельные элементарные объемы срезаемого слоя перемещаются в разных направлениях и поэтому в разных точках зоны резания одни и те же явления совершаются по-разному, с разной степенью интенсивности. Картина состояния материала в зоне резания в одной секущей плоскости не является типичной для всех других секущих плоскостей и не повторяет картины состояния материала в других секущих плоскостях.

По расположению режущей кромки режущего лезвия относительно направления главного движения (вектора скорости резания) резание может быть прямоугольным или косоугольным. При расположении режущей кромки под прямым углом к направлению главного движения резание называется прямоугольным. Если же режущая кромка расположена к направлению резания не под прямым углом (косо), резание называется косоугольным. При прямоугольном резании стружка завивается в плоскую логарифмическую спираль, а при косоугольном резании – в винтовую, направление и шаг которой зависят от расположения кромки.

Резание может осуществляться режущими инструментами с одним режущим лезвием или с несколькими. Согласно этому резание может называться однолезвийным или многолезвийным. Оно может быть непрерывным, например, при точении, или прерывистым, как при фрезеровании, и происходить с постоянным или переменным сечением среза.

rлассификация видов резания может быть проведена по следующим признакам:

По количеству участвующих в резании режущих кромок – свободное и несвободное. При свободном резании в работе принимает участие только одна режущая кромка. Но гораздо чаще приходится иметь дело с процессом несвободного резания, при котором вспомогательная режущая кромка в зависимости от радиуса вершины резца, вспомогательного угла в плане и подачи принимает большее или меньшее участие.

По ориентации режущей кромки относительно вектора скорости главного движения – прямоугольное и косоугольное. Если режущая кромка перпендикулярна к направлению главного движения резания, оно является прямоугольным, а если не перпендикулярна – косоугольным.

По количеству одновременно участвующих в работе лезвий – одно— и многолезвийное. К первому виду относятся точение, строгание, долбление; ко второму – сверление, фрезерование и т.д.

По форме сечения среза – с постоянным и переменным сечениями. К первому виду относятся, например, точение, сверление; ко второму – фрезерование.

По времени контакта режущего лезвия с деталью – непрерывное и прерывистое. Первый вид характеризуется непрерывным контактом рабочих поверхностей лезвия с деталью; перерыв наступает только при переходе к обработке другой детали. Прерывистый процесс резания осуществляется путем периодического повторения цикла резание-отдых лезвия.

5. Процесс стружкообразования.

Схемы процесса стружкообразования и типы стружек.

6.Характеристики деформаций металла при резании. Влияние различных факторов на характеристики деформаций.

Дата добавления: 2015-09-12 ; просмотров: 35 | Нарушение авторских прав

Источник

Свободное резание

Происходит в случае, когда в резании участвует одна прямолинейная режущая кромка. Деформированное состояние срезаемого слоя при этом является плоским. Пример свободного резания указан на рис.3а. В этом случае деформация совершается в плоскостях, параллельных друг другу, и все элементарные объемы срезаемого слоя могут свободно перемещаться в параллельных направлениях.

Свободное резание может осуществляться также при строгании прямых гребешков на плоской поверхности призматической заготовки или при точении с поперечной подачей буртика на цилиндрическом образце (заготовке). Длина прямолинейной режущей кромки инструмента в обоих этих случаях должна быть больше ширины гребешков или буртика на ширину перекрытия режущего лезвия. Свободное резание обычно производится при выполнение каких-либо экспериментов в различных исследованиях. Это делается для того, чтобы исключить влияние осложненного деформирования срезаемого слоя на исследуемое явление. Получить хороший корень стружки для изучения, например, пластической деформации срезаемого слоя или образования нароста, можно только при свободном резании, при котором все явления в зоне резания совершаются в семействе параллельных плоскостей, поэтому одинаковы в каждой из них.

Рис. 3. Основные случаи резания металлов:

а – свободное резание; б – несвободное резание.

2. Несвободное (осложненное) резание (рис. 3,б).

Характеризуется тем, что отдельные объемы срезаемого слоя на разных участках режущей кромки перемещаются в разных направлениях, что создает условия сложного деформирования и затрудняет образование стружки.

При несвободном резании отдельные элементарные объемы срезаемого слоя перемещаются в разных направлениях и поэтому в разных точках зоны резания одни и те же явления совершаются по-разному, с разной степенью интенсивности. Картина состояния материала в зоне резания в одной секущей плоскости не является типичной для всех других секущих плоскостей и не повторяет картины состояния материала в других секущих плоскостях.

По расположению режущей кромки режущего лезвия относительно направления главного движения (вектора скорости резания) резание может быть прямоугольным или косоугольным. При расположении режущей кромки под прямым углом к направлению главного движения резание называется прямоугольным. Если же режущая кромка расположена к направлению резания не под прямым углом (косо), резание называется косоугольным. При прямоугольном резании стружка завивается в плоскую логарифмическую спираль, а при косоугольном резании – в винтовую, направление и шаг которой зависят от расположения кромки.

Резание может осуществляться режущими инструментами с одним режущим лезвием или с несколькими. Согласно этому резание может называться однолезвийным или многолезвийным. Оно может быть непрерывным, например, при точении, или прерывистым, как при фрезеровании, и происходить с постоянным или переменным сечением среза.

Глубина резания

Глубина резания – это величина проникновения лезвий в металл заготовки во время каждого прохода.

Глубина резания обозначается буквой t и измеряется в миллиметрах.

Глубина резания определяется также как расстояние между обрабатываемой и обработанным поверхностями, измеряемое в направлении, перпендикулярном обработанной поверхности.

При сплошном сверлении отверстий глубина резания равна радиусу сверла.

При торцовом фрезеровании глубина фрезерования равна ширине обрабатываемой заготовки (если она меньше диаметра фрезы).

При точении, расточке, рассверливании, развертывании отверстий глубина резания равна:

Движения механизмов металлорежущих станков

Кинематика станков основана на использовании механизмов, сообщающих исполнительным органам только два движения – вращательное и поступательное.

Поступательные движения остальных органов являются вспомогательными и определяют движения подачи D_S. Движение подачи необходимо для врезания лезвия инструмента в материал заготовки.

В большинстве случаев главное движение резания и движение подачи происходят во взаимно перпендикулярных плоскостях.

В ряде случаев движение подачи происходит благодаря конструктивному исполнению инструмента (метчики, протяжки).

Скорость резания и подача

Скорость главного движения является скоростью резания. Скорость резания может сообщаться как инструменту, так и заготовке.

Скорость резания обозначается V и измеряется в м/мин.

Если главное движение является вращательным, то скорость резания равна линейной скорости точек заготовки или инструмента.

В этом случае скорость резания определяется формулой:

V = ,

где D – диаметр обрабатываемой поверхности заготовки или рабочей поверхности инструмента, мм;

n – частота вращения заготовки или инструмента, об/мин.

Подача – это отношение расстояний, пройденных точками режущего лезвия в направлении движения подачи, к соответствующему числу циклов главного движения (оборотов).

Подача может выражаться:

2. В мм на зуб, если перемещение соответствует повороту инструмента на один шаг зубьев (мм/зуб) – S_Z

3. В мм на двойной ход, если перемещение соответствует одному двойному ходу заготовки или инструмента мм/дв. ход – S_2X

При выполнении некоторых операций удобно задавать подачу в мм в минуту, т.е. подача, совершаемая в течение одной минуты (мм/мин) – S _МИН.

Обрабатываемость металлов резанием

Требования к обработке резанием:

1. Высокое качество и точность обработанных поверхностей

2. Высокая производительность труда

Выполнение этих требований зависит от ряда факторов:

1. Факторы, связанные с физической природой и структурным состоянием материала обрабатываемой заготовки

2. Факторы, определяемые свойствами материала режущей части инструмента, его конструкцией и качеством исполнения

3. Факторы, отражающие условия проведения процесса резания.

Обрабатываемость металлов резанием – это свойство конструкционных материалов подвергаться обработке резанием.

Основные показатели, определяющие обрабатываемость металлов резанием:

1. Сила резания (момент вращения) по сравнению с эталонным металлом (сталь 45), измеренная в равных режимных условиях

2. Эффективная мощность, затрачиваемая на резание, по сравнению с эталонным металлом в равных режимных условиях

3. Усадка стружки (продольная и поперечная) как мера пластической деформации для срезания стружки и образования новых поверхностей.

4. Наличие или отсутствие склонности к наростообразованию в равных условиях резания, а также форма нароста

5. Качество поверхностей, оцениваемое шероховатостью и остаточными напряжениями

6. Интенсивность изнашивания инструментального материала

7. Теплота, выделяющаяся при деформации срезаемого слоя

8. Вид, форма и размеры срезаемой стружки; удобство ее отвода; безопасность рабочих.

9. Энергетические затраты на срезание единицы массы стружки.

Количественные выражения показателей обрабатываемости металла определяются:

2. Пределом прочности

3. Относительным удлинением

4. Коэффициентом трения в паре с инструментальным материалом

Источник